JAVA語言中參數(shù)傳遞的深入剖析

李 冉，陳蘭芹

（荊楚理工學(xué)院 計算機工程學(xué)院，湖北 荊門448000）

Java語言中，參數(shù)傳遞機制對于初學(xué)者來說，一直是一個難點，也是一個重點。關(guān)于這方面的教材、論文和參考手冊很多，但是說法不一，有的模糊帶過。比如，有的認(rèn)為Java的參數(shù)傳遞分兩種情況，即值傳遞和引用傳遞；有的認(rèn)為Java中所有的參數(shù)傳遞都是按值傳遞。其實這些說法都有一定的合理性，但是沒有清晰地說明它的基本原理，容易讓初學(xué)者陷入邏輯漩渦。本文參閱了各種說法，并結(jié)合了JDK的幫助文檔，首先從Java的變量內(nèi)存分配機制開始，全面深入地剖析Java語言中參數(shù)傳遞機制，并得出最合理的結(jié)論。

1 Java中變量的內(nèi)存分配機制

Java的內(nèi)存分配機制很復(fù)雜，這里只分析Java的變量內(nèi)存分配規(guī)則，以助于理解Java的參數(shù)傳遞機制，而不考慮它在堆區(qū)、棧區(qū)還是靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)，也不考慮生命周期。

1.1 Java的數(shù)據(jù)類型

Java的數(shù)據(jù)類型分為兩大類，分別是基本數(shù)據(jù)類型和引用數(shù)據(jù)類型［1］。基本數(shù)據(jù)類型，也稱為簡單數(shù)據(jù)類型，包括byte、char、short、int、long、float、double和boolean共8種；引用數(shù)據(jù)類型也稱為復(fù)雜數(shù)據(jù)類型，包括接口、類和數(shù)組共3種。

1.2 變量及其內(nèi)存分配規(guī)則

JVM根據(jù)變量的數(shù)據(jù)類型來分配內(nèi)存空間，Java中不同大類型的變量內(nèi)存分配規(guī)則不同。

1）對于基本數(shù)據(jù)類型

JVM對于基本數(shù)據(jù)類型的變量，只分配一定大小的內(nèi)存單元，用于存儲該變量的值。如果復(fù)制該變量，則是復(fù)制該內(nèi)存單元的值，例如：

double x＝7.3；／／定義了雙精度類型變量x，并賦初值為7.3

double y＝x；／／定義了雙精度類型變量y，并copy了x的值

對應(yīng)的內(nèi)存單元示意圖見圖1。

圖1 基本數(shù)據(jù)類型變量內(nèi)存分配圖

x變量的值復(fù)制給了y變量，此時，x、y是兩個值相同的但是完全獨立的兩個內(nèi)存單元。

2）對于引用數(shù)據(jù)類型

JVM對于引用數(shù)據(jù)類型的變量，也是分配一定大小的內(nèi)存單元，用于存儲該變量所指向的對象，該變量的值為對象的引用。如果復(fù)制該變量，實際上是復(fù)制了該變量內(nèi)存單元的值，而不是復(fù)制它所指的對象的值，例如：

Point p1＝new Point（23，34）；／／Point為Java中一個已有的類

Point p2＝p1；／／將p1的值復(fù)制給了p2變量對應(yīng)的內(nèi)存單元示意圖見圖2。

圖2 引用數(shù)據(jù)類型變量內(nèi)存分配圖

p1變量的值復(fù)制給了p2變量，此時p1與p2存放的值是同一個對象的引用，即指向同一個對象，但是它們是兩個完全獨立的內(nèi)存單元。

對于p1和它所指向的對象，本質(zhì)上也是兩個完全不同的內(nèi)存單元。

2 Java參數(shù)傳遞機制

在Java語言中，參數(shù)傳遞是在程序運行過程中，實際參數(shù)將參數(shù)值傳遞給被調(diào)用的方法中相應(yīng)的形式參數(shù)，然后實現(xiàn)對數(shù)據(jù)處理，或者完成特定的功能。實際參數(shù)是調(diào)用過程中，從主調(diào)方法傳遞給被調(diào)用方法的值，它可以是常量、變量或者表達式；形式參數(shù)是被調(diào)用方法用于接收并存儲實際參數(shù)值的變量［2］。

Java語言中，參數(shù)傳遞的機制只有一個，即將實際參數(shù)的值復(fù)制一份賦值給形式參數(shù)，形式參數(shù)值的任何變化，不會影響到實參的值。實際參數(shù)可以是常量、變量或者表達式，變量又有很多種類型，但是都遵循這個機制。

2.1 實際參數(shù)為常量或者表達式的參數(shù)傳遞

Java語言中，常量和表達式都有值的屬性，在參數(shù)傳遞中，將常量的值或者表達式計算的值復(fù)制一份賦值給形式參數(shù)。在方法內(nèi)部，形式參數(shù)的值發(fā)生任何改變，不會影響到實際參數(shù)的值。實際上，常量和表達式的值不允許修改，也不可能修改。

2.2 實際參數(shù)為基本類型變量的參數(shù)傳遞

實際參數(shù)為基本類型變量時，參數(shù)傳遞過程中，將實參變量的值復(fù)制一份賦值給形式參數(shù)。實參變量和形參變量是兩個獨立的內(nèi)存單元，形參變量的值發(fā)生任何變化，不會影響到實參變量的值，如下例程很好地驗證這種傳遞邏輯關(guān)系。

運行結(jié)果如下：

在fun方法中，形參d的初始值，d＝12.3

在fun方法中，形參d的初始值，d＝15.3

在main方法中，實參f在fun方法執(zhí)行之后的值，f＝12.3

執(zhí)行過程如圖3所示。

圖3 實參為簡單類型變量的參數(shù)傳遞執(zhí)行過程示意圖

2.3 實際參數(shù)為引用類型變量的參數(shù)傳遞

實際參數(shù)為引用類型變量時，參數(shù)傳遞不是實參變量所指向的對象的值，而是實參變量本身的值，即所指對象的引用。傳遞的實現(xiàn)就是將實參變量所存儲的引用的值復(fù)制一份賦值給形參變量，形參變量的內(nèi)存單元也存儲了該對象的引用值。但是形參變量與實參變量是兩個獨立的存儲單元，形參變量內(nèi)存單元值的變化不會影響到實參變量。如下例程很好地驗證了這種邏輯關(guān)系。

運行結(jié)果如下：

圖4 實參為引用類型變量的參數(shù)傳遞執(zhí)行過程示意圖

由圖3和圖4可以看出，引用類型實參到形參的參數(shù)傳遞，與簡單類型實參到形參的傳遞方式一樣，都是值的復(fù)制，只不過被復(fù)制的值的含義不同而已。

3 總結(jié)

在Java語言中，參數(shù)傳遞的機制本質(zhì)上就是值的復(fù)制，即只是從實際參數(shù)到形式參數(shù)變量的值的復(fù)制。也可以說，在Java中，參數(shù)傳遞都是按值傳遞的，就像快遞公司送包裹一樣，不關(guān)心包裹的內(nèi)容是什么。一些文章或者書籍中，將參數(shù)傳遞分為按值傳遞和按引用傳遞，是考慮了參數(shù)值的意義，這與Java參數(shù)傳遞的實現(xiàn)機制是沒有關(guān)系的。初學(xué)者只要搞清楚了Java中變量類型分類和內(nèi)存分配機制，就能靈活地使用參數(shù)傳遞機制。

［1］埃克爾.Java編程思想［M］.陳昊鵬，譯.4版.北京：機械工業(yè)出版社，2007.

［2］昊斯特曼.Java核心技術(shù)：卷I［M］.葉乃文，鄺勁筠，杜永萍，譯.北京：機械工業(yè)出版社，2008.