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第 章传递与引用
J
ava语言明确说明取消了指针,因为指针往往是在带来方便的同时导致代码不安全的根源,而且还会使程序变得非常复杂和难以理解,滥用指针写成的代码不亚于使用早已臭名昭著的GOTO语句。Java放弃指针的概念绝对是极其明智的。但这只是在Java语言中没有明确的指针定义,实质上,每一个new语句返回的都是一个指针的引用,只不过在大多数时候Java不用关心如何操作这个“指针”,更不用像在操作C++的指针那样胆战心惊,唯一要多注意的是在给函数传递对象的时候。
传值与引用问题中的静态变量、私有变量、clone等问题也是各大公司的常备考点。本章不对传值与引用基本知识做回顾和分析(请参考其他经典著作),只是通过对各公司面试题目进行全面仔细的解析,帮读者解决其中的难点。
以下的考题来自真实的笔试资料,希望读者先不要看答案,自我解答后再与答案加以比对,出自己的不足。
6.1 传值与传引用
面试例题1:Explain call by value and call by reference. Which of these two does Java support? (解释:Java中是传值还是传引用)[中国大陆某著名网络公司B2009年9月面试题]
解析:就像光到底是波还是粒子的问题一样众说纷纭,对于Java参数是传值还是传引用的问题,也有很多错误的理解和认识。我们首先要搞清楚一点就是:不管Java参数的类型是什么,一律传递参数的副本。对此,thinking in Java一书给出的经典解释是When you’re passing primitives into a method, you get a distinct copy of the primitive. When you’re passing a reference into a method, you get a copy of the reference.(如果Java是传值,那么传递的是值的副本;如果Java是传引用,那么传递的是引用的副本。)
在Java中,变量分为以下两类:
① 对于基本类型变量(int、long、double、float、byte、boolean、char),Java是传值的
副本。(这里Java和C++相同)
② 对于一切对象型变量,Java都是传引用的副本。其实传引用副本的实质就是复制指向地址的指针,只不过Java不像C++中有显著的*和&符号。(这里Java和C++不同,在C++中,当参数是引用类型时,传递的是真实引用而不是引用副本)
需要注意的是:String类型也是对象型变量,所以它必然是传引用副本。不要因为String在Java里面非常易于使用,而且不需要new,就被蒙蔽而把String当做基本变量类型。只不过String是一个非可变类,使得其传值还是传引用显得没什么区别。
对基本类型而言,传值就是把自己复制一份传递,即使自己的副本变了,自己也不变。而对于对象类型而言,它传的引用副本(类似于C++中的指针)指向自己的地址,而不是自己实际值的副本。为什么要这么做呢?因为对象类型是放在堆里的,一方面,速度相对于基本类型比较慢,另一方面,对象类型本身比较大,如果采用重新复制对象值的办法,浪费内存且速度又慢。就像你要张三(张三相当于函数)打开仓库并检查库里面的货物(仓库相当于地址),有必要新建一座仓库(并放入相同货物)给张三么? 没有必要,你只需要把钥匙(引用)复制一把寄给张三就可以了,张三会拿备用钥匙(引用副本,但是有时效性,函数结束,
钥匙销毁)打开仓库。
在这里提一下,很多经典书籍包括thinking in Java都是这样解释的:“不管是基本类型还是对象类型,都是传值。”这种说法也不能算错,因为它们把引用副本也当做是一种“值”。但是笔者认为:传值和传引用本来就是两个不同的内容,没必要把两者弄在一起,弄在一起反而更不易理解。
下面看几个例子。
例1:
public class Test {
public static void test(boolean test) {
test = ! test;
System.out.println("In test(boolean) : test = " + test);
}
public static void main(String[] args) {
boolean test = true;
System.out.println("Before test(boolean) : test = " + test);
test(test);
System.out.println("After test(boolean) : test = " + test);
}
}
运行结果:
Before test(boolean) : test = true
In test(boolean) : test = false
After test(boolean) : test = true
不难看出,虽然在 test(boolean) 方法中改变了传进来的参数值,但对这个参数源变量本身并没有影响,即对 main (String[]) 方法中的 test 变量没有影响,说明参数类型是简单类型的时候,是按值传递的。以参数形式传递简单类型的变量时,实际上是将参数的值作为一个副本传进方法函数的,那么在方法函数中不管怎么改变其值,其结果都是只改变了副本的值,而不是源值。
例2:
public class Test {
public static void test(StringBuffer str) {
str.append(", World!");
}
public static void main(String[] args) {
StringBuffer string = new StringBuffer("Hello");
test(string);
System.out.println(string);
}
}
运行结果如下:
Hello, World!
test(string)调用了test(StringBuffer)方法,并将string作为参数传递了进去。这里string是一个引用,Java对于引用形式传递对象类型的变量时,实际上是将引用作为一个副本传进方法函数的。那么这个函数里面的引用副本所指向的是什么呢?是对象的地址。通过引用副本(复制的钥匙)到地址(仓库)并修改地址中的值,也就修改了对象。
例3:
public class Test {
public static void test(String str) {
str = "World";
}
public static void main(String[] args) {
String string = "Hello";
test(string);
System.out.println(string);
}
}
运行结果如下:
Hello
为什么会这样呢?这是因为当执行str = "World";时,其过程为:首先系统会自动生成一个新String对象,并把这个新对象的值设为"World!",然后把这个对象的引用赋给str(可以理解为str这把钥匙原来是指向"Hello"这个仓库,但是现在要求str这把钥匙重新指向"World"这个仓库)。我们必须清楚的一点是String类是final程序员和编程员的区别类型的,因此,你不可以继承和修改这个类。str = "World";其实是隐含的让Java生成一个新的String对象。既然对象都是新的,那就与原来的"Hello"没有任何关系。当函数结束,str作用消失,原来的内存地址上的内容未加改变,所以打印结果仍然是Hello。而例2中的 str.append(", World!");就不同了,StringBuffer是产生一块内存空间,进行相关的增、删、改操作都在其中进行,所以为其添加一句",World!"仍然是在同一段内存地址上进行,str所指向的引用并没有改变。
答案:对于基本类型变量,Java是传值的副本;对于一切对象型变量,Java都是传引用的副本。
面试例题2:下列代码的输出结果是多少,为什么?[美国著名软件公司I2009年11月面试题]
class Value {
public int i = 15;
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Test t = new Test();
t.first();
}
public void first() {
int i = 5;
Value v = new Value();
v.i = 25;
second(v, i);
System.out.println(v.i);
}
public void second(Value v, int i) {
i = 0;
v.i = 20;
Value val = new Value();
v = val;
System.out.println(v.i + " " + i);
}
}
解析:方法参数有基本类型,如int等,另外一种类型是Object对象。Java方法参数传对象,传的是对这个对象引用的一份副本,即地址值,跟原来的引用都是指向同一个对象。下面我们看一段程序:
public class Test
{
public static void main(String[] args)
{
char ch[] = {'H','e','l','l','o'};
change(ch);
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