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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:

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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

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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

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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:

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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

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

clipboard.png

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

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void changeReference(Foo a);

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

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changeReference(fooRef);

clipboard.png

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

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Foo bRef = new Foo("b");

clipboard.png

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

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aRef = bRef;

clipboard.png

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。

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modifyReference(fooRef);

clipboard.png

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。

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cRef.setAttribute("c");

clipboard.png

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。