【Java-Method】读《重构》有感_Java方法到底是传值调用还是传引用调用（传钥匙调用）
今天读《重构》P279，
Separate Query from Modifier，将查询函数和修改函数分离。
问题的产生
突然想到 Java 的传对象作为参数的方法到底是 传引用调用，还是 传值调用？修改参数，会不会影响实参呢？
下面两个代码是不是等效的呢？
//用新值覆盖旧值，并返回 public Student updateStudentInfo(Student newStudent , Student stu){ stu.sex = newStudent.sex; return stu; } Student Tom = new Student(boy); Tom = updateStudentInfo(new Student(girl), Tom); //此时可爱的Tom 就从 boy 变成了 girl 了...
我就在想，如果写成下面这样是不是也对呢？
//用新值覆盖旧值 public void updateStudentInfo(Student newStudent , Student stu){ stu.sex = newStudent.sex; } Student Girl = new Student(girl); Student Tom = new Student(boy); updateStudentInfo(Girl, Tom); //此时，Tom就应该变成 女的了...
然后，我在网络上收集了几个例子，很有意思。
有趣的例子
例子1：交换参数值
例子1 （原文1）：
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public class Employee { public String name=null; public Employee(String n){ this.name=n; } //将两个Employee对象交换 public static void swap(Employee e1,Employee e2){ Employee temp=e1; e1=e2; e2=temp; System.out.println(e1.name+" "+e2.name); //打印结果：李四 张三 } //主函数 public static void main(String[] args) { Employee worker=new Employee("张三"); Employee manager=new Employee("李四"); swap(worker,manager); System.out.println(worker.name+" "+manager.name); //打印结果仍然是： 张三 李四 } } |
上面的结果让人很失望，虽然形参对象e1,e2的内容交换了，但实参对象worker,manager并没有互换内容。这里面最重要的原因就在于形参e1,e2是实参worker,manager的地址拷贝。
大家都知道，在Java中对象变量名实际上代表的是对象在堆中的地址(专业术语叫做对象引用 )。在Java方法调用的时候，参数传递的是对象的引用。重要的是，形参和实参所占的内存地址并不一样，形参中的内容只是实参中存储的对象引用的一份拷贝。
如果大家对JVM内存管理中Java栈 的局部变量区 有所了解的话(可以参见《 Java 虚拟机体系结构 》)，就很好理解上面这句话。在JVM运行上面的程序时，运行main方法和swap方法，会在Java栈中先后push两个叫做栈帧 的内存空间。main栈帧中有一块叫局部变量区的内存用来存储实参对象worker和manager的引用。而swap栈帧中的局部变量区则存储了形参对象e1和e2的引用。虽然e1和e2的引用值分别与worker和manager相同，但是它们占用了不同的内存空间。当e1和e2的引用发生交换时，下面的图很清晰的看出完全不会影响worker和manager的引用值。
以上是第一个例子。做了个很准确也很有原理性的图，也写出了一个很有意思的现象：交换函数的参数值，似乎并不影响实参。然而，真理到此为止，原文却进一步引申出“Java是传值调用”的鬼话。
例子2：更改参数对象的值
为什么这么说呢，我们再看例子2（原文2）：
public class test { public static void main(String[] args) { Circle c = new Circle(); c.r = 1; bigger(c); System.out.println(c.r); } public static void bigger(Circle c2){ c2.r = 3; } class Circle{ int r; }
输出：3
为什么会是3，看上面的原理图，一目了然。 形参 c2 虽然本身的内存值是 变量 c 的内存值的复制值，但是 c2 和 c 引用的却是【同一个对象】！此时你对 c2变量做修改： c2.r =3 ，改来改去，改的永远都是“躺在堆上”的那个对象。等 bigger 函数执行完，该函数的栈帧被释放，c2 烟消云散，但它做的更改却遗留了下来。然后你再访问 c.r 其实访问的就是刚才被修改的“躺在堆上”的对象，因为 c 引用的还是“躺在堆上”的 那个对象。
注意理解Java语言中的“引用（Reference）”一词。个人认为类似C/C++的指针。还要注意 Java 的变量和它的值，二者的区别。尤其是类和对象，二者的区别。例子2 中的 Circle c 其实只是个 变量，也就是个引用而已，类似C/C++的指针，存储的是 堆上new 出来的 Circle实例 的地址值 0x33445566。理解了这个，那么 形参 Circle c2 也就很好理解，就是另外一个 变量，也是个引用，类似C/C++的指针，存储的是 还是堆上 new 出来的那个 Circle 实例的内存地址 0x33445566。
所以，从例子2可以看出，bigger 函数 是传引用调用的，bigger 函数没有改变实参 c 的值（实参/变量 c 的值其实是躺在堆上的对象的内存地址，并没有变化），但是改变了实参 c 所引用的对象的值。
综合上面2个例子，互相印证可以发现，原文2 的一条"结论"有误：
5.总结：
（1）一个方法不能修改一个基本数据类型的参数（即数值型和布尔类型值）。对
（2）一个方法可以通过对象参数对其引用的对象状态进行操控。对
（3）一个方法不能让对象参数引用一个新的对象。错
从例子1可以看出，在方法 swap 中，形参 e1 和 e2 都引用了一个新的对象的（互相调换了彼此的引用对象）。
我的结论
综上，我的结论就是（这TM也是每本教材里的废话）：
- 对于Java的基本数据类型的参数，函数是传值调用。
- 对于Java的非基本数据类型的参数，函数是传引用调用。
为什么我用“传”字，我觉得“传”字更准确，更易理解。给函数传过去的是个“引用”，你是改变引用本身呢（例子1），还是改变引用指向的对象呢（例子2），都可以，悉听尊便。
另外，为什么文章1会得出错误的结论，很明显是因为文章1在 swap 函数中 交换引用的值，根本没有修改引用的对象。
打个不恰当的比方：就是两个小偷一直在交换彼此手里的钥匙，却没有动两个房间里的东西。然后你就说这俩小偷能力不行，这不是冤枉人么。
其实，说句体外话，这两条结论可以用一条概况，那就是第2条，因为 基本数据类型和字符串常量，比如3，4，"Hello"，Java的处理方式是全都放到公共的堆上，如果有
String var1 = "World"; String var2 = "World"; int var3 = 999; int var4 = 999;
其实，var1 和 var2 ，var3 和 var4 都指向的堆上的 同一个东西。如果这些基本变量出现在形参和实参中，勉强也可以算是“按引用调用吧”。
钥匙与房间的比喻
最后的最后，再次用那个小偷和钥匙作比喻：
Circle c = new Circle()
Java的变量 Circle c 就类似房间钥匙，而房间本身类似 new Circle() 这种无名的存储在堆上的对象。
变量 c 就是 “new Circle() 这种无名的存储在堆上的对象” 的一个引用。
Circle c2;
c2 = c;
这类似于 给刚才的房价又配了一把钥匙。
变量 c2 就是 “new Circle() 这种无名的存储在堆上的对象” 的另外一个引用。
所以例子1里的 swap 函数，就类似于，房间A的钥匙和房间B的钥匙开门能力调换了一下，本来房间A的钥匙现在可以开房间B了，原来房间B的钥匙可以开房间A了。但是并没有影响房间A和房间B里面的东西。然后就惊呼“Java是传值调用”，这是不对的。
例子2 中
Circle c = new Circle(); 这里的 c 是无名房间 new Circle() 的一把钥匙。
然后传引用给 bigger 函数，意思是将 钥匙 c 复制一把出来，叫钥匙 c2。
c2.r = 3; 意思就是用新配的钥匙 c2 去打开无名房间，偷走一台彩电（更改了c和c2共同引用的对象的值）。
public static void bigger(Circle c2){ c2.r = 3; }
<Over>
2018年10月26日
