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Java中方法的参数传递机制

问:当一个对象被当作参数传递到一个方法后,此方法可改变这个对象的属性,并可返回变化后的结果,那么这里到底是值传递还是引用传递?  

答:是值传递。Java 编程语言只有值传递参数。当一个对象实例作为一个参数被传递到方法中时,参数的值就是该对象的引用一个副本。指向同一个对象,对象的内容可以在被调用的方法中改变,但对象的引用(不是引用的副本)是永远不会改变的。

  
Java参数,不管是原始类型还是引用类型,传递的都是副本(有另外一种说法是传值,但是说传副本更好理解吧,传值通常是相对传址而言)。
  
如果参数类型是原始类型,那么传过来的就是这个参数的一个副本,也就是这个原始参数的值,这个跟之前所谈的传值是一样的。如果在函数中改变了副本的值不会改变原始的值.
  
如果参数类型是引用类型,那么传过来的就是这个引用参数的副本,这个副本存放的是参数的地址。如果在函数中没有改变这个副本的地址,而是改变了地址中的 值,那么在函数内的改变会影响到传入的参数。如果在函数中改变了副本的地址,如new一个,那么副本就指向了一个新的地址,此时传入的参数还是指向原来的 地址,所以不会改变参数的值。

基本类型参数传递:不改变值

       

引用类型参数传递:改变值

       

 
 
 
无论是什么语言,要讨论参数传递方式,就得从内存模型说起,主要是我个人觉得从内存模型来说参数传递更为直观一些。闲言少叙,下面我们就通过内存模型的方式来讨论一下Java中的参数传递。

这里的内存模型涉及到两种类型的内存:栈内存(stack)和堆内存(heap)。基本类型作为参数传递时,传递的是这个值的拷贝。无论你怎么改变这个拷贝,原值是不会改变的。看下边的一段代码,然后结合内存模型来说明问题:

public class ParameterTransfer {
     public static void main(String[] args) {
        int num = 30;
        System.out.println("调用add方法前num=" + num);
        add(num);
        System.out.println("调用add方法后num=" + num);
     }

     public static void add(int param) {
          param = 100;
     }
}               

这段代码运行的结果如下:

调用add方法前num=30
调用add方法后num=30

程序运行的结果也说明这一点,无论你在add()方法中怎么改变参数param的值,原值num都不会改变。
  
下边通过内存模型来分析一下。
  
当执行了int num = 30;这句代码后,程序在栈内存中开辟了一块地址为AD8500的内存,里边放的值是30,内存模型如下图:

Paste_Image.png

执行到add()方法时,程序在栈内存中又开辟了一块地址为AD8600的内存,将num的值30传递进来,此时这块内存里边放的值是30,执行param = 100;后,AD8600中的值变成了100。内存模型如下图:              

Paste_Image.png

  
地址AD8600中用于存放param的值,和存放num的内存没有任何关系,无论你怎么改变param的值,实际改变的是地址为AD8600的内存中的值,而AD8500中的值并未改变,所以num的值也就没有改变。
  
以上是基本类型参数的传递方式,下来我们讨论一下对象作为参数传递的方式。
  
先看下边的示例代码:

/**
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 */
public class ParameterTransfer {
     public static void main(String[] args) {
          String[] array = new String[] {"huixin"};
          System.out.println("调用reset方法前array中的第0个元素的值是:" + array[0]);
          reset(array);
          System.out.println("调用reset方法后array中的第0个元素的值是:" + array[0]);
     }

     public static void reset(String[] param) {
          param[0] = "hello, world!";
     }
}   

运行的结果如下:

调用reset方法前array中的第0个元素的值是:huixin
调用reset方法后array中的第0个元素的值是:hello, world!

当对象作为参数传递时,传递的是对象的引用,也就是对象的地址。下边用内存模型图来说明。

Paste_Image.png

  
当程序执行了String[] array = new String[] {“huixin”}后,程序在栈内存中开辟了一块地址编号为AD9500内存空间,用于存放array[0]的引用地址,里边放的值是堆内存中的一个地址,示例中的值为BE2500,可以理解为有一个指针指向了堆内存中的编号为BE2500的地址。堆内存中编号为BE2500的这个地址中存放的才是array[0]的值:huixin。
  
当程序进入reset方法后,将array的值,也就是对象的引用BE2500传了进来。这时,程序在栈内存中又开辟了一块编号为AD9600的内存空间,里边放的值是传递过来的值,即AD9600。可以理解为栈内存中的编号为AD9600的内存中有一个指针,也指向了堆内存中编号为BE2500的内存地址,如图所示:

Paste_Image.png

  
这样一来,栈内存AD9500和AD9600(即array[0]和param的值)都指向了编号为BE2500的堆内存。

  
在reset方法中将param的值修改为hello, world!后,内存模型如下图所示:

Paste_Image.png

  
改变对象param的值实际上是改变param这个栈内存所指向的堆内存中的值。param这个对象在栈内存中的地址是AD9600,里边存放的值是BE2500,所以堆内存BE2500中的值就变成了hello,world!。程序放回main方法之后,堆内存BE2500中的值仍然为hello,world!,main方法中array[0]的值时,从栈内存中找到array[0]的值是BE2500,然后去堆内存中找编号为BE2500的内存,里边的值是hello,world!。所以main方法中打印出来的值就变成了hello,world!
  
小结:

  
无论是基本类型作为参数传递,还是对象作为参数传递,实际上传递的都是值,只是值的的形式不用而已。第一个示例中用基本类型作为参数传递时,将栈内存中的值30传递到了add方法中。第二个示例中用对象作为参数传递时,将栈内存中的值BE2500传递到了reset方法中。当用对象作为参数传递时,真正的值是放在堆内存中的,传递的是栈内存中的值,而栈内存中存放的是堆内存的地址,所以传递的就是堆内存的地址。这就是它们的区别。

补充一下,在Java中,String是一个引用类型,但是在作为参数传递的时候表现出来的却是基本类型的特性,即在方法中改变了String类型的变量的值后,不会影响方法外的String变量的值。关于这个问题,可以参考如下两个地址:
http://freej.blog.51cto.com/235241/168676
http://dryr.blog.163.com/blog/static/58211013200802393317600/

我觉得是这两篇文章中提到的两个原因导致的,一个是String实际上操作的是char[],可以理解为String是char[]的包装类。二是给String变量重新赋值后,实际上没有改变这个变量的值,而是重新new了一个String对象,改变了新对象的值,所以原来的String变量的值并没有改变。

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