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第002弹:Java 中的值传递和引用传递

  在 Java 的代码开发过程中,为了尽可能提高方法的复用性,明确方法的作用,同时防止一个方法内部过于臃肿的问题,往往会创建许多方法,那么不可避免地会涉及到参数传递的问题。通常来说,我们将 Java 中的参数传递分为两种:值传递和引用传递。

  • 值传递:参数在进入方法时,将入参深度复制一个副本,在方法内部操作的是入参的副本,在方法执行完毕之后,外部的入参没有发生任何变化。
  • 引用传递:在方法内部操作的是参数本身,对入参做出的修改会保留到方法的外部。

  那么在 Java 中,哪些情况属于值传递,哪些情况属于引用传递呢?

 

1.      入参的类型

  有一种错误的见解被广为流传:如果入参是基本类型,属于值传递;如果入参不是基本类型,则属于引用传递。或者说,再深入探讨一点,和入参存储的位置相关。(基本类型存储在堆栈中,对象存储在堆中)

  以上这种说法其实并不完全正确。前半句基本认同,但是对于后半句,我可以很轻松地找到如下反例:

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  由上图可知,字符串 String 类型产生的对象,是存储在堆中的非基本类型。根据以上看法,这种参数传递方式应该是引用传递,那么对字符串做出的修改应该会保存到 change(String) 方法之外,然而最终的输出结果并不是这样。把 String 改成 StringBuffer,做类似的操作,得出的结果也和 String 一致的。

  结论:基本类型的参数传递,一定是值传递;但是非基本类型的参数,其传递方式不一定是引用传递,需要进一步地分析。

 

2.      方法的返回类型

  另外有一种错误的看法,参数传递方式,和方法是否拥有返回值有关,如果一个方法有返回值,那么参数一定是按照值传递的。看一下如下的例子:

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 1     public static void main(String[] args) {
 2         Person p1 = new Person();
 3         p1.setAge(20);
 4         p1.setGender(0);
 5         p1.setName("哈哈");
 6         Person p2 = new Person();
 7         BeanUtil.copySameFieldsObject(p1, p2);
 8         change1(p1);
 9         System.out.println(p1);
10         change2(p2);
11         System.out.println(p2);
12     }
13 
14     private static void change1(Person p) {
15         p.setAge(30);
16         p.setGender(1);
17         p.setName("呵呵");
18     }
19 
20     private static Person change2(Person p) {
21         p.setAge(30);
22         p.setGender(1);
23         p.setName("呵呵");
24         return null;
25     }
Test1

 

  如果说参数传递的方式,和方法的返回值有关,那么以上的两次输出结果一定是不同的(Person 类已经重写了 toString() 方法),因为根据以上推论,第一种方法是引用传递,第二种方法是值传递,但是实际上两次的输出结果是相同的。

  结论:参数传递方式,与方法是否有返回值,返回值的类型没有关系。

 

3.      真正决定入参传递方式的因素

  对于非基本类型的入参,其参数传递的方式是不定的。可以看一下如下例子:

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 1     public static void main(String[] args) {
 2         Person p1 = new Person();
 3         p1.setAge(20);
 4         p1.setGender(0);
 5         p1.setName("哈哈");
 6         Person p2 = new Person();
 7         BeanUtil.copySameFieldsObject(p1, p2);
 8         Person p3 = new Person();
 9         BeanUtil.copySameFieldsObject(p1, p3);
10         change1(p1);
11         System.out.println(p1);
12         change2(p2);
13         System.out.println(p2);
14         change3(p3);
15         System.out.println(p3);
16     }
17 
18     private static void change1(Person p) {
19         p.setAge(30);
20         p.setGender(1);
21         p.setName("呵呵");
22     }
23 
24     private static void change2(Person p) {
25         p = new Person("呵呵", 1, 30);
26     }
27     
28     private static void change3(Person p) {
29         p.setName("呵呵");
30         p = new Person("呵呵", 1, 30);
31     }
Test2

 

  以上程序中, BeanUtil.copySameFieldsObject() 方法的作用是深度复制一份第一个参数的内容,给第二个参数,输出结果如下图所示:

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    通过以上研究可以得出如下结论:

  • 可以认为非基本类型的入参的参数传递方式为引用传递,但是根据方法内部执行的代码,这种传递方式存在变数,可能被转化为值传递。
  • 可以认为,方法的入参是一个对象的引用,记为 p,存放在堆栈中,这个引用指向堆中的一片内存,记为 q。当整个方法只会修改 q 的内容,而 p 始终指向 q 时,可以把整个参数传递,作为引用传递来看待。
  • 当方法内部,如果代码企图将 p 指向另一片内存 t,这时,JVM 会创建另一个引用 r,让 r 指向 t,而 p 仍然指向 q。
  • 这种试图更改指针指向的行为,主要是创建一个新的对象。创建对象的具体方法,见上一章节的内容。还包括几种特殊形式,如使用操作符“=”,创建 String 类型的对象。另外需要额外注意的是某些方法,内部实现使用了 new 创建对象,如 String.concat(String) 方法。
  • 基本类型的8种包装类型,可以当做基本类型处理,其参数传递方式虽然是引用传递,但是可以认为与值传递等价。因为这8种包装类型和 String 类型相同,其内部的数据是不可变的,这意味着任何的变动,本质上是在内存中开辟了一个新的对象。

 

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