李 冉，陳蘭芹

（荊楚理工學(xué)院 計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，湖北 荊門448000）

Java語(yǔ)言中，參數(shù)傳遞機(jī)制對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，一直是一個(gè)難點(diǎn)，也是一個(gè)重點(diǎn)。關(guān)于這方面的教材、論文和參考手冊(cè)很多，但是說(shuō)法不一，有的模糊帶過(guò)。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(shí)這些說(shuō)法都有一定的合理性，但是沒(méi)有清晰地說(shuō)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(shuō)法，并結(jié)合了JDK的幫助文檔，首先從Java的變量?jī)?nèi)存分配機(jī)制開始，全面深入地剖析Java語(yǔ)言中參數(shù)傳遞機(jī)制，并得出最合理的結(jié)論。

1 Java中變量的內(nèi)存分配機(jī)制

Java的內(nèi)存分配機(jī)制很復(fù)雜，這里只分析Java的變量?jī)?nèi)存分配規(guī)則，以助于理解Java的參數(shù)傳遞機(jī)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］?；緮?shù)據(jù)類型，也稱為簡(jiǎn)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(lái)分配內(nèi)存空間，Java中不同大類型的變量?jī)?nèi)存分配規(guī)則不同。

1）對(duì)于基本數(shù)據(jù)類型

JVM對(duì)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(chǔ)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(duì)應(yīng)的內(nèi)存單元示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 基本數(shù)據(jù)類型變量?jī)?nèi)存分配圖

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

2）對(duì)于引用數(shù)據(jù)類型

JVM對(duì)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(chǔ)該變量所指向的對(duì)象，該變量的值為對(duì)象的引用。如果復(fù)制該變量，實(shí)際上是復(fù)制了該變量?jī)?nèi)存單元的值，而不是復(fù)制它所指的對(duì)象的值，例如：

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

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

圖2 引用數(shù)據(jù)類型變量?jī)?nèi)存分配圖

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

對(duì)于p1和它所指向的對(duì)象，本質(zhì)上也是兩個(gè)完全不同的內(nèi)存單元。

2 Java參數(shù)傳遞機(jī)制

在Java語(yǔ)言中，參數(shù)傳遞是在程序運(yùn)行過(guò)程中，實(shí)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(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)處理，或者完成特定的功能。實(shí)際參數(shù)是調(diào)用過(guò)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(dá)式；形式參數(shù)是被調(diào)用方法用于接收并存儲(chǔ)實(shí)際參數(shù)值的變量［2］。

Java語(yǔ)言中，參數(shù)傳遞的機(jī)制只有一個(gè)，即將實(shí)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(huì)影響到實(shí)參的值。實(shí)際參數(shù)可以是常量、變量或者表達(dá)式，變量又有很多種類型，但是都遵循這個(gè)機(jī)制。

2.1 實(shí)際參數(shù)為常量或者表達(dá)式的參數(shù)傳遞

Java語(yǔ)言中，常量和表達(dá)式都有值的屬性，在參數(shù)傳遞中，將常量的值或者表達(dá)式計(jì)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(huì)影響到實(shí)際參數(shù)的值。實(shí)際上，常量和表達(dá)式的值不允許修改，也不可能修改。

2.2 實(shí)際參數(shù)為基本類型變量的參數(shù)傳遞

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

運(yùn)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(shí)參f在fun方法執(zhí)行之后的值，f＝12.3

執(zhí)行過(guò)程如圖3所示。

圖3 實(shí)參為簡(jiǎn)單類型變量的參數(shù)傳遞執(zhí)行過(guò)程示意圖

2.3 實(shí)際參數(shù)為引用類型變量的參數(shù)傳遞

實(shí)際參數(shù)為引用類型變量時(shí)，參數(shù)傳遞不是實(shí)參變量所指向的對(duì)象的值，而是實(shí)參變量本身的值，即所指對(duì)象的引用。傳遞的實(shí)現(xiàn)就是將實(shí)參變量所存儲(chǔ)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(chǔ)了該對(duì)象的引用值。但是形參變量與實(shí)參變量是兩個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)單元，形參變量?jī)?nèi)存單元值的變化不會(huì)影響到實(shí)參變量。如下例程很好地驗(yàn)證了這種邏輯關(guān)系。

運(yùn)行結(jié)果如下：

圖4 實(shí)參為引用類型變量的參數(shù)傳遞執(zhí)行過(guò)程示意圖

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

3 總結(jié)

在Java語(yǔ)言中，參數(shù)傳遞的機(jī)制本質(zhì)上就是值的復(fù)制，即只是從實(shí)際參數(shù)到形式參數(shù)變量的值的復(fù)制。也可以說(shuō)，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(shí)現(xiàn)機(jī)制是沒(méi)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(jī)制，就能靈活地使用參數(shù)傳遞機(jī)制。

［1］?？藸?Java編程思想［M］.陳昊鵬，譯.4版.北京：機(jī)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(jī)械工業(yè)出版社，2008.