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JavaScript进阶(三) 值传递和引用传递

2024-09-01 09:36:13   217人阅读

从C语言开始

有时候讲一些细节或是底层的东西，我喜欢用C语言来讲，因为用C更方便来描述内存里面的东西。先举一个例子,swap函数，相信有一些编程经验的人都见识过，声明如下，函数体我就不写了，各位脑补一下。
  1. void swap1(int a, int b);  
  2. void swap2(int* a, int* b)  

这里swap1是不能交换两个数的值的，swap2可以。那为什么呢？有教材会说，第一个是值传递，第二个是引用传递，传递的是指针，所以第二个可以。好吧，这个解释和没说一样，那下面我就来解释一下，调用这两个函数的时候，到底发生了什么，为什么一个可以交换，另一个不可以。为了方便描述，我把这两个函数的调用代码也写出来
  1. int main() {  
  2.     int a = 3;  
  3.     int b = 4;  
  4.     swap1(a, b);    //此时a = 3, b = 4;  
  5.     int* pa = &a;  
  6.     int* pb = &b;     //为了方便解释，增加这两个临时变量，否则直接写swap2(&a, &b)的话，这行代码做的事情太多，不好解释。  
  7.     swap2(pa, pb);    //此时a = 4, b = 3;  
  8.     return 0;  
  9. }  

函数的执行是在栈中，下图描述了swap1执行开始和结束的时候，栈中的情况。
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左图为执行前，右图为执行后。当main函数调用swap1函数的时候，将两个入参a,b压栈，压栈采用的是复制的方式，当swap1执行的时候，修改了swap1栈空间的两个值，但是main函数中的两个值没有受影响。这就是值传递。把入参的值复制压栈来传入参数。下面来看swap2的情况
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左图为执行前，右图为执行后。其中最左一列为内存地址。这里地址，压栈方向，地址顺序均为示例。各位看到没有，所谓引用传递，其实还是值传递，传递的时候还是采用复制压栈，只是传递的“值”是个地址。swap2执行的时候，执行*a = temp.给*a 赋值，这行语句的意思是修改a这个地址指向的内存的值，由于这个地址指向的位置在main方法的栈空间中，所以实现了修改原来值。
 
以上就是C语言在实现swap函数时候内存的细节，下面我们来探讨一下JS中调用函数的情况。由于JS中没有&这个取地址符号，那么JS中传递的到底是什么呢？

回到JS

 
JS中的数据类型有数字，布尔，数组，字符串，对象，null, undefined. 那么当用这些数据类型来作为函数的参数的时候，到底是引用传递还是值传递呢？先说结论：布尔，数字是值传递，字符串，数组，对象是引用传递。事实上字符串，数组也可以作为对象。null和undefined在传递的时候到底是什么，我不清楚。如果有熟悉的大神请帮忙解释一下。在这里小弟先谢了。
 
布尔，数字在作为参数传递的时候，其实现和C语言一样，这里不做赘述。也是将调用者的局部变量复制压栈，传递给被调用者。下面我来详细的描述一下对象是如何传递的。以一个函数来举例，假设你需要实现一个函数，将一个传入的数组反序，reverse，下面有两个实现，请各位来看一下有什么问题：
  1. function reverse1(array) {  
  2.     var temp = [];  
  3.     for (var i = array.length - 1; i > -1; i--) {  
  4.         temp.push(array[i]);  
  5.     }  
  6.     array = temp;  
  7. }  
  8.   
  9. function reverse2(array) {  
  10.     var temp = [];  
  11.     for (var i = array.length - 1; i > -1; i--) {  
  12.         temp.push(array[i]);  
  13.     }  
  14.     for (var i = 0; i < array.length; i++) {  
  15.         array[i] = temp[i]  
  16.     }  
  17. }  

这两个函数都是先将一个反序完成的数组存储在temp里面，然后赋值给入参array，就是赋值的方式有所不同。这个不同的赋值方式也导致了结果的不同，结果就是reverse1无法完成工作，reverse2可以。为了解答这个问题，我先讲一下JS里面，内存中对象是如何存储的。当一行代码 var temp = [] 被运行的时候，内存中是这样的：

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其中蓝色的是栈，黑框的是堆，用来动态分配内存，最右绿色的表示这段堆的起始地址。也就是说当声明一个对象的时候，栈中保存的内容只是一个指针，真正的内容在堆中。以此为基础，我们再来看一下当函数reverse1执行的时候，内存中如何实现的。为方便举例，假设传入的数组为[1,2,3];

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上图为执行前，下图为执行后。当函数reverse1执行时，in作为参数传入。传入参数时，类似C语言的引用传递，将地址复制了一份，压栈传到子函数中。所以两个函数中的变量是指向同一个位置的。当reverse1执行时，temp中存储了array的反序，最后一行赋值的时候，你就看到了如下面的图表示的那样，reverse1中的array确实指向了新的反序数组，但是调用者中的局部变量in却丝毫未动。所以导致了reverse1无法完成反序功能。

那么我们再看reverse2. reverse2中的第二个循环逐个给数组的内容复制，其实它操纵的内存空间就是array指向的区域，我们又知道array和in指向了同一个区域，所以in指向的区域也被改变了。

总结一下以上所说的，

 

  1. JS中布尔，数字为基本数据类型，是值传递。无法作为引用传递。所以JS中无法实现基本数据类型的swap函数。
  2. 对象是引用传递。当传递对象给子函数时，传递的是地址。子函数使用这个地址来操作修改传入的对象。但是如果在子函数修改该地址指向的位置时，这个改变将无法作用于调用者。
  3. 引用传递其实还是值传递，只是传入的值是个地址，并且该地址指向了一段保存了对象数据的内存。这点和C中的引用传递类似。

特别说一下String

String是JS的内置对象，所以根据上文所说，它是引用传递。那么下面我请你写一个函数，将传入的String修改，给它两头加上引号。所以很明显，下面这样的函数就是错误的了
  1. function foo(s) {  
  2.     s = "\"" + s + "\""  
  3. }  
那么正确的函数应该怎写呢？你可能会想，应该使用String对象的函数来修改String的内容。这么想是对的，但是很不幸，JS提供的String没有任何一个可以修改String内容的函数。有人说不对，比如字符串连接函数，concat，转大小写函数toUpperCase，toLowerCase。事实上这两个函数只是返回了一个新的String对象，其原本的值兵没有改动。这个你可以去做实验看看。所以String对象被建立好之后，就再也无法改动了，所以无法用一个子函数来修改它的值。又由于String可以用 == 来判断其内容是否相等，所以它的各方面特性都很像基本数据类型。但是还有一点不一样，请看下面的例子：
  1. var a = 1  
  2. var b = 1  
  3. a == b            //true  
  4. a === b           //true  
  5.   
  6. var s1 = "sdf"  
  7. var s2 = "sdf"  
  8. s1 == s2          //true  
  9. s1 === s2         //true  
  10. s3 = new String("sdf")  
  11. s1 === s3         //false  

对于数字，估计各位没有疑问吧。那么对于字符串来说，== 比较的是两个字符串的内容，这个应该也没有疑问。那么===呢？并且为什么s1===s2为true，s1===s3为false呢？
 
当用===来比较字符串的时候，事实上比较的是两个对象的地址。s1的值“sdf”这个字符串的地址，s3则是一个新的对象的地址。他们不相等，这个很好理解。那么s1 和 s2如何解释呢？这因为JS引擎有一个静态字符串存储区，当声明一个字符串常量的时候，会先去该存储区查找有没有相同的字符串，如果有就返回该字符串，没有再在静态字符串区重新初始化一个字符串对象。这就解释了为什么s1 === s2.
 
顺便说一句，就是字符串的不可变性，以及常量字符串区这两个特性，Java和JS是一样的。然而C++的STL中的std::string是可变的。

注：本文中的JS执行时的内存示例图并不是真正的JS引擎执行时候物理内存的样子。物理内存的实现取决于JS引擎。

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