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【Java深入学习系列】二. 值传递Or引用传递?

我们来看一个新手甚至写了多年Java的朋友都可能不是十分确定的问题:

在Java方法传参时,究竟是引用传递还是值传递?

为了说明问题, 我给出一个非常简单的class定义:

public class Foo {
 String attribute;
 Foo(String s) {
 this.attribute = s;
 }
 void setAttribute(String s) {
 this.attribute = s;
 }
 String getAttribute() {
 return this.attribute;
 }
}

下面在阐明观点时,可能会多次用到该类。

关于Java里值传递还是引用传递,至少从表现形式上来看,两种观点都有支撑的论据。下面我来一一分析:

观点1:引用传递

理由如下:

先看一段代码

public class Main {
 public static void modifyReference(Foo c){
 c.setAttribute("c"); // line DDD
 }

 public static void main(String[] args) {
 Foo fooRef = new Foo("a"); // line AAA
 modifyReference(fooRef); // line BBB
 System.out.println(fooRef.getAttribute()); // 输出 c
 }
}

上述示例,输出结果为”c”,而不是”a”, 也就是传入的fooRef里的属性被修改了,发生了side-effect。

我们在 line AAA 处新创建了一个Object Foo并将其引用 fooRefline BBB 处传给了方法 modifyReference() 的参数 cRef , 该方法内部处理后, fooRef 指向的Object中的值从”a”变成了”c”, 而引用 fooRef 还是那个引用, 因此,我们是否可以认为,在 line BBB 处发生了引用传递?

先留着疑问,我们继续往下看。

观点2:值传递

继续看一段代码

public class Main {
 public static void changeReference(Foo aRef){
 Foo bRef = new Foo("b");
 aRef = bRef; // line EEE
 }

 public static void main(String[] args) {
 Foo fooRef = new Foo("a"); // line AAA
 changeReference(fooRef); // line BBB
 System.out.println(fooRef.getAttribute()); // 输出 a
 }
}

上述示例,输出结果为”a”, 而不是”b”, 即对传入的fooRef内部的change并没有影响外部的传入前的值。

我们在 line AAA 处新创建了一个Object Foo并将其引用 fooRefline EEE 处传给了方法 changeReference() 的参数 aRef , 该方法内部引用 aRefline DDD 处被重新赋值。如果是引用传递,那么引用 aRefline EEE 处已经被指向了新的Object, 输出应该为 "b" 才对,事实上是怎样的呢?事实上输出了 "a" ,也就是说 changeReference() 方法改变了传入引用所指对象的值。

观点1和观点2的输出结果多少会让人有些困惑,别急,我们继续往下看。

深入分析

为了详细分析这个问题,把上述两段代码合起来:

public class Main {
 public static void modifyReference(Foo cRef){
 cRef.setAttribute("c"); // line DDD
 }
 public static void changeReference(Foo aRef){
 Foo bRef = new Foo("b"); // line FFF
 aRef = bRef; // line EEE
 }

 public static void main(String[] args) {
 Foo fooRef = new Foo("a"); // line AAA
 changeReference(fooRef); // line BBB
 System.out.println(fooRef.getAttribute()); // 输出 a

 modifyReference(fooRef); // line CCC
 System.out.println(fooRef.getAttribute()); // 输出 c


 }
}

下面来深入内部来详细分析一下引用和Object内部的变化。

来看下面图示:

① Line AAA, 申明一个名叫 fooRef ,类型为 Foo 的引用,并见其分配给一个新的包含属性值为 "f" 的对象,该对象类型为 Foo

Foo fooRef = new Foo("a"); // line AAA

【Java深入学习系列】二. 值传递Or引用传递?

② Line DDD, 方法内部,申明了一个 Foo 类型的名为 aRef 的引用,且 aRef 被初始化为 null

void changeReference(Foo a);

【Java深入学习系列】二. 值传递Or引用传递?

③ Line CCC, changeReference() 方法被调用后,引用 aRef 被分配给 fooRef 指向的对象。

changeReference(fooRef);

【Java深入学习系列】二. 值传递Or引用传递?

④ Line FFF, 申明一个名叫 bRef ,类型为 Foo 的引用,并见其分配给一个新的包含属性值为 "b" 的对象,该对象类型为 Foo

Foo bRef = new Foo("b");

【Java深入学习系列】二. 值传递Or引用传递?

⑤ Line EEE, 将引用 aRef 重新分配给了包含属性 "b" 的对象。此处注意,并非将 fooRef 重新分配,而是 aRef

aRef = bRef;

【Java深入学习系列】二. 值传递Or引用传递?

⑥ Line CCC, 调用方法 modifyReference(Foo cRef) 后,新建了一个引用 cRef 并将之分配到包含该属性 "f" 的对象上,该对象同时被两个引用 fooRefcRef 指向着。

modifyReference(fooRef);

【Java深入学习系列】二. 值传递Or引用传递?

⑦ Line DDD, cRef.setAttribute("c"); 将会改变 cRef 引用指向的包含属性 "f" 的对象,而该对象同时被引用 fooRef 指向着。

cRef.setAttribute("c");

【Java深入学习系列】二. 值传递Or引用传递?

此时引用 fooRef 指向的对象内部属性值 "f" 也被重新设置为 "c"

总结

Java内部方法传参不是引用传递,而是引用本身的”值”的传递,归根结底还是 值传递 。将一个对象的引用 fooRef 传给方法的形参 newRef ,将给该对象新增了一个引用,相当于多了一个 alias 。我们可以通过这个原引用 fooRef ,或这是方法参数里的新引用 newRef 去访问、操作原对象,也可以改变参数里的引用 newRef 本身的值,却无法改变原引用 fooRef 的值。

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