Ist Java "pass-by-reference" oder "pass-by-value"?



Answers

Ich habe gerade bemerkt, dass du auf meinen Artikel verwiesen hast.

Die Java-Spezifikation besagt, dass alles in Java pass-by-value ist. In Java gibt es kein "pass-by-reference".

Der Schlüssel zum Verständnis ist, dass so etwas wie

Dog myDog;

ist kein Hund; Es ist eigentlich ein Zeiger auf einen Hund.

Was das bedeutet, ist wann du hast

Dog myDog = new Dog("Rover");
foo(myDog);

Sie übergeben im Wesentlichen die Adresse des erstellten Dog Objekts an die foo Methode.

(Ich sage im Wesentlichen, weil Java-Zeiger keine direkten Adressen sind, aber es ist am einfachsten, sie so zu denken)

Angenommen, das Dog Objekt befindet sich an der Speicheradresse 42. Dies bedeutet, dass wir 42 an die Methode übergeben.

wenn die Methode als definiert wäre

public void foo(Dog someDog) {
    someDog.setName("Max");     // AAA
    someDog = new Dog("Fifi");  // BBB
    someDog.setName("Rowlf");   // CCC
}

Schauen wir uns an, was passiert.

  • Der Parameter someDog wird auf den Wert 42 gesetzt
  • bei der Linie "AAA"
    • someDog folgt dem Dog er zeigt (das Dog Objekt an Adresse 42)
    • dieser Dog (der an Adresse 42) wird gebeten, seinen Namen in Max zu ändern
  • bei der Linie "BBB"
    • Ein neuer Dog wird erstellt. Sagen wir, er ist an Adresse 74
    • Wir ordnen den Parameter someDog zu 74 zu
  • in der Zeile "CCC"
    • someDog folgt dem Dog er zeigt (das Dog Objekt an Adresse 74)
    • Dieser Dog (der an Adresse 74) wird gebeten, seinen Namen in Rowlf zu ändern
  • dann kehren wir zurück

Lasst uns nun darüber nachdenken, was außerhalb der Methode passiert:

Hat sich myDog geändert?

Da ist der Schlüssel.

Wenn man bedenkt, dass myDog ein Zeiger und kein tatsächlicher Dog , ist die Antwort NEIN. myDog immer noch den Wert 42; es zeigt immer noch auf den ursprünglichen Dog (aber beachten Sie, dass wegen der Linie "AAA" der Name jetzt "Max" ist - immer noch der gleiche Hund; der Wert von myDog wurde nicht geändert.)

Es ist vollkommen richtig, einer Adresse zu folgen und zu ändern, was am Ende steht; das ändert die Variable jedoch nicht.

Java funktioniert genau wie C. Sie können einen Zeiger zuweisen, den Zeiger einer Methode übergeben, dem Zeiger in der Methode folgen und die Daten ändern, auf die verwiesen wurde. Sie können jedoch nicht ändern, wo dieser Zeiger zeigt.

In C ++, Ada, Pascal und anderen Sprachen, die Pass-by-Reference unterstützen, können Sie die Variable ändern, die übergeben wurde.

Wenn Java eine Semantik für die Weitergabe durch Verweis hätte, würde sich die oben definierte foo Methode geändert haben, wo myDog , wenn sie someDog auf der Zeile BBB zugewiesen someDog .

Stellen Sie sich Referenzparameter als Aliase für die übergebene Variable vor. Wenn dieser Alias ​​zugewiesen wird, ist dies auch die Variable, die übergeben wurde.

Question

Ich dachte immer, dass Java Pass-by-Reference ist , aber ich habe ein paar Blog-Posts gesehen (zum Beispiel diesen Blog ), die behaupten, dass es nicht ist. Ich glaube nicht, dass ich den Unterschied verstehe, den sie machen.

Was ist die Erklärung?




Java copies the reference by value. So if you change it to something else (eg, using new ) the reference does not change outside the method. For native types, it is always pass by value.




To make a long story short, Java objects have some very peculiar properties.

In general, Java has primitive types ( int , bool , char , double , etc) that are passed directly by value. Then Java has objects (everything that derives from java.lang.Object ). Objects are actually always handled through a reference (a reference being a pointer that you can't touch). That means that in effect, objects are passed by reference, as the references are normally not interesting. It does however mean that you cannot change which object is pointed to as the reference itself is passed by value.

Does this sound strange and confusing? Let's consider how C implements pass by reference and pass by value. In C, the default convention is pass by value. void foo(int x) passes an int by value. void foo(int *x) is a function that does not want an int a , but a pointer to an int: foo(&a) . One would use this with the & operator to pass a variable address.

Take this to C++, and we have references. References are basically (in this context) syntactic sugar that hide the pointer part of the equation: void foo(int &x) is called by foo(a) , where the compiler itself knows that it is a reference and the address of the non-reference a should be passed. In Java, all variables referring to objects are actually of reference type, in effect forcing call by reference for most intends and purposes without the fine grained control (and complexity) afforded by, for example, C++.




Dies wird Ihnen einige Einblicke geben, wie Java wirklich so funktioniert, dass Sie in Ihrer nächsten Diskussion über Java mit Referenz oder Wertübergabe nur lächeln :-)

Schritt eins bitte lösche aus deinem Kopf das Wort, das mit 'p' "_ _ _ _ _ _ _" beginnt, besonders wenn du aus anderen Programmiersprachen kommst. Java und 'p' können nicht im selben Buch, Forum oder sogar txt geschrieben werden.

Schritt zwei erinnert daran, dass Sie beim Übergeben eines Objekts an eine Methode die Objektreferenz und nicht das Objekt selbst übergeben.

  • Student : Meister, bedeutet das, dass Java Pass-by-Reference ist?
  • Meister : Grashüpfer, Nein.

Denken Sie nun darüber nach, was die Referenz / Variable eines Objekts ist / ist:

  1. Eine Variable enthält die Bits, die der JVM mitteilen, wie sie zu dem referenzierten Objekt im Speicher (Heap) gelangen.
  2. Wenn Sie Argumente an eine Methode übergeben, übergeben Sie NICHT die Referenzvariable, sondern eine Kopie der Bits in der Referenzvariablen . Etwas wie das: 3bad086a. 3bad086a stellt eine Möglichkeit dar, zum übergebenen Objekt zu gelangen.
  3. Sie übergeben 3bad086a nur, dass es sich um den Wert der Referenz handelt.
  4. Sie übergeben den Wert der Referenz und nicht die Referenz selbst (und nicht das Objekt).
  5. Dieser Wert wird tatsächlich kopiert und an die Methode übergeben .

Im Folgenden (bitte nicht versuchen, dies zu kompilieren / auszuführen):

1. Person person;
2. person = new Person("Tom");
3. changeName(person);
4.
5. //I didn't use Person person below as an argument to be nice
6. static void changeName(Person anotherReferenceToTheSamePersonObject) {
7.     anotherReferenceToTheSamePersonObject.setName("Jerry");
8. }

Was geschieht?

  • Die variable Person wird in Zeile 1 erstellt und ist am Anfang null.
  • Ein neues Personenobjekt wird in Zeile 2 angelegt, im Speicher gespeichert, und der Variablenperson wird der Verweis auf das Personenobjekt gegeben. Das heißt, seine Adresse. Sagen wir 3bad086a.
  • Die variable Person, die die Adresse des Objekts enthält, wird an die Funktion in Zeile 3 übergeben.
  • In Zeile 4 können Sie den Klang der Stille hören
  • Überprüfen Sie den Kommentar in Zeile 5
  • Eine Methode lokale Variable - anotherReferenceToTheSamePersonObject - wird erstellt und dann kommt die Magie in Zeile # 6:
    • Die Variable / Referenzperson wird Bit für Bit kopiert und an ein anderes ReferenceToTheSamePersonObject innerhalb der Funktion übergeben.
    • Es werden keine neuen Instanzen von Person erstellt.
    • Sowohl " person " als auch " anotherReferenceToTheSamePersonObject " haben den gleichen Wert von 3bad086a.
    • Versuche das nicht, aber person == anotherReferenceToTheSamePersonObject wäre wahr.
    • Beide Variablen haben IDENTISCHE KOPIEN der Referenz und beide beziehen sich auf das gleiche Personenobjekt, das gleiche Objekt auf dem Heap und KEIN KOPIEREN.

Ein Bild sagt mehr als tausend Worte:

Beachten Sie, dass die Pfeile anotherReferenceToTheSamePersonObject auf das Objekt und nicht auf die variable Person gerichtet sind!

Wenn Sie es nicht verstanden haben, dann vertrauen Sie mir und denken Sie daran, dass es besser ist zu sagen, dass Java Wert ist . Nun, pass auf Referenzwert . Na ja, noch besser ist die Weitergabe des Variablenwerts! ;)

Nun zögern Sie nicht, mich zu hassen, aber beachten Sie, dass es keinen Unterschied zwischen der Übergabe primitiver Datentypen und Objekten gibt, wenn Sie über Methodenargumente sprechen.

Sie übergeben immer eine Kopie der Bits des Wertes der Referenz!

  • Wenn es sich um einen primitiven Datentyp handelt, enthalten diese Bits den Wert des primitiven Datentyps selbst.
  • Wenn es ein Objekt ist, enthalten die Bits den Wert der Adresse, die der JVM mitteilt, wie sie zum Objekt gelangt.

Java ist pass-by-value, da Sie in einer Methode das referenzierte Objekt so oft ändern können, wie Sie wollen. Aber egal wie sehr Sie es versuchen, Sie werden nie die übergebene Variable ändern können, die referenziert (nicht p _ _ _ _ _ _ _) das gleiche Objekt egal was!

Die obige changeName-Funktion wird niemals den tatsächlichen Inhalt (die Bitwerte) der übergebenen Referenz ändern können. Mit anderen Worten: changeName kann nicht bewirken, dass Person person auf ein anderes Objekt verweist.

Natürlich können Sie es kurz machen und einfach sagen, dass Java pass-by-value ist!




In Java only references are passed and are passed by value:

Java arguments are all passed by value (the reference is copied when used by the method) :

In the case of primitive types, Java behaviour is simple: The value is copied in another instance of the primitive type.

In case of Objects, this is the same: Object variables are pointers (buckets) holding only Object's address that was created using the "new" keyword, and are copied like primitive types.

The behaviour can appear different from primitive types: Because the copied object-variable contains the same address (to the same Object) Object's content/members might still be modified within a method and later access outside, giving the illusion that the (containing) Object itself was passed by reference.

"String" Objects appear to be a perfect counter-example to the urban legend saying that "Objects are passed by reference":

In effect, within a method you will never be able, to update the value of a String passed as argument:

A String Object, holds characters by an array declared final that can't be modified. Only the address of the Object might be replaced by another using "new". Using "new" to update the variable, will not let the Object be accessed from outside, since the variable was initially passed by value and copied.




A reference is always a value when represented, no matter what language you use.

Getting an outside of the box view, let's look at Assembly or some low level memory management. At the CPU level a reference to anything immediately becomes a value if it gets written to memory or to one of the CPU registers. (That is why pointer is a good definition. It is a value, which has a purpose at the same time).

Data in memory has a Location and at that location there is a value (byte,word, whatever). In Assembly we have a convenient solution to give a Name to certain Location (aka variable), but when compiling the code, the assembler simply replaces Name with the designated location just like your browser replaces domain names with IP addresses.

Down to the core it is technically impossible to pass a reference to anything in any language without representing it (when it immediately becomes a value).

Lets say we have a variable Foo, its Location is at the 47th byte in memory and its Value is 5. We have another variable Ref2Foo which is at 223rd byte in memory, and its value will be 47. This Ref2Foo might be a technical variable, not explicitly created by the program. If you just look at 5 and 47 without any other information, you will see just two Values . If you use them as references then to reach to 5 we have to travel:

(Name)[Location] -> [Value at the Location]
---------------------
(Ref2Foo)[223]  -> 47
(Foo)[47]       -> 5

This is how jump-tables work.

If we want to call a method/function/procedure with Foo's value, there are a few possible way to pass the variable to the method, depending on the language and its several method invocation modes:

  1. 5 gets copied to one of the CPU registers (ie. EAX).
  2. 5 gets PUSHd to the stack.
  3. 47 gets copied to one of the CPU registers
  4. 47 PUSHd to the stack.
  5. 223 gets copied to one of the CPU registers.
  6. 223 gets PUSHd to the stack.

In every cases above a value - a copy of an existing value - has been created, it is now upto the receiving method to handle it. When you write "Foo" inside the method, it is either read out from EAX, or automatically dereferenced , or double dereferenced, the process depends on how the language works and/or what the type of Foo dictates. This is hidden from the developer until she circumvents the dereferencing process. So a reference is a value when represented, because a reference is a value that has to be processed (at language level).

Now we have passed Foo to the method:

  • in case 1. and 2. if you change Foo ( Foo = 9 ) it only affects local scope as you have a copy of the Value. From inside the method we cannot even determine where in memory the original Foo was located.
  • in case 3. and 4. if you use default language constructs and change Foo ( Foo = 11 ), it could change Foo globally (depends on the language, ie. Java or like Pascal's procedure findMin(x, y, z: integer; var m : integer); ). However if the language allows you to circumvent the dereference process, you can change 47 , say to 49 . At that point Foo seems to have been changed if you read it, because you have changed the local pointer to it. And if you were to modify this Foo inside the method ( Foo = 12 ) you will probably FUBAR the execution of the program (aka. segfault) because you will write to a different memory than expected, you can even modify an area that is destined to hold executable program and writing to it will modify running code (Foo is now not at 47 ). BUT Foo's value of 47 did not change globally, only the one inside the method, because 47 was also a copy to the method.
  • in case 5. and 6. if you modify 223 inside the method it creates the same mayhem as in 3. or 4. (a pointer, pointing to a now bad value, that is again used as a pointer) but this is still a local problem, as 223 was copied . However if you are able to dereference Ref2Foo (that is 223 ), reach to and modify the pointed value 47 , say, to 49 , it will affect Foo globally , because in this case the methods got a copy of 223 but the referenced 47 exists only once, and changing that to 49 will lead every Ref2Foo double-dereferencing to a wrong value.

Nitpicking on insignificant details, even languages that do pass-by-reference will pass values to functions, but those functions know that they have to use it for dereferencing purposes. This pass-the-reference-as-value is just hidden from the programmer because it is practically useless and the terminology is only pass-by-reference .

Strict pass-by-value is also useless, it would mean that a 100 Mbyte array should have to be copied every time we call a method with the array as argument, therefore Java cannot be stricly pass-by-value. Every language would pass a reference to this huge array (as a value) and either employs copy-on-write mechanism if that array can be changed locally inside the method or allows the method (as Java does) to modify the array globally (from the caller's view) and a few languages allows to modify the Value of the reference itself.

So in short and in Java's own terminology, Java is pass-by-value where value can be: either a real value or a value that is a representation of a reference .




Um den Kontrast zu verdeutlichen, vergleichen Sie die folgenden C++ und Java Snippets:

In C ++: Hinweis: Schlechter Code - Speicherlecks! Aber es zeigt den Punkt.

void cppMethod(int val, int &ref, Dog obj, Dog &objRef, Dog *objPtr, Dog *&objPtrRef)
{
    val = 7; // Modifies the copy
    ref = 7; // Modifies the original variable
    obj.SetName("obj"); // Modifies the copy of Dog passed
    objRef.SetName("objRef"); // Modifies the original Dog passed
    objPtr->SetName("objPtr"); // Modifies the original Dog pointed to 
                               // by the copy of the pointer passed.
    objPtr = new Dog("newObjPtr");  // Modifies the copy of the pointer, 
                                   // leaving the original object alone.
    objPtrRef->SetName("objRefPtr"); // Modifies the original Dog pointed to 
                                    // by the original pointer passed. 
    objPtrRef = new Dog("newObjPtrRef"); // Modifies the original pointer passed
}

int main()
{
    int a = 0;
    int b = 0;
    Dog d0 = Dog("d0");
    Dog d1 = Dog("d1");
    Dog *d2 = new Dog("d2");
    Dog *d3 = new Dog("d3");
    cppMethod(a, b, d0, d1, d2, d3);
    // a is still set to 0
    // b is now set to 7
    // d0 still have name "d0"
    // d1 now has name "objRef"
    // d2 now has name "objPtr"
    // d3 now has name "newObjPtrRef"
}

In Java,

public static void javaMethod(int val, Dog objPtr)
{
   val = 7; // Modifies the copy
   objPtr.SetName("objPtr") // Modifies the original Dog pointed to 
                            // by the copy of the pointer passed.
   objPtr = new Dog("newObjPtr");  // Modifies the copy of the pointer, 
                                  // leaving the original object alone.
}

public static void main()
{
    int a = 0;
    Dog d0 = new Dog("d0");
    javaMethod(a, d0);
    // a is still set to 0
    // d0 now has name "objPtr"
}

Java hat nur die zwei Arten der Übergabe: nach Wert für integrierte Typen und nach Wert des Zeigers für Objekttypen.




I always think of it as "pass by copy". It is a copy of the value be it primitive or reference. If it is a primitive it is a copy of the bits that are the value and if it is an Object it is a copy of the reference.

public class PassByCopy{
    public static void changeName(Dog d){
        d.name = "Fido";
    }
    public static void main(String[] args){
        Dog d = new Dog("Maxx");
        System.out.println("name= "+ d.name);
        changeName(d);
        System.out.println("name= "+ d.name);
    }
}
class Dog{
    public String name;
    public Dog(String s){
        this.name = s;
    }
}

output of java PassByCopy:

name= Maxx
name= Fido

Primitive wrapper classes and Strings are immutable so any example using those types will not work the same as other types/objects.




You can never pass by reference in Java, and one of the ways that is obvious is when you want to return more than one value from a method call. Consider the following bit of code in C++:

void getValues(int& arg1, int& arg2) {
    arg1 = 1;
    arg2 = 2;
}
void caller() {
    int x;
    int y;
    getValues(x, y);
    cout << "Result: " << x << " " << y << endl;
}

Sometimes you want to use the same pattern in Java, but you can't; at least not directly. Instead you could do something like this:

void getValues(int[] arg1, int[] arg2) {
    arg1[0] = 1;
    arg2[0] = 2;
}
void caller() {
    int[] x = new int[1];
    int[] y = new int[1];
    getValues(x, y);
    System.out.println("Result: " + x[0] + " " + y[0]);
}

As was explained in previous answers, in Java you're passing a pointer to the array as a value into getValues . That is enough, because the method then modifies the array element, and by convention you're expecting element 0 to contain the return value. Obviously you can do this in other ways, such as structuring your code so this isn't necessary, or constructing a class that can contain the return value or allow it to be set. But the simple pattern available to you in C++ above is not available in Java.




The crux of the matter is that the word reference in the expression "pass by reference" means something completely different from the usual meaning of the word reference in Java.

Usually in Java reference means aa reference to an object . But the technical terms pass by reference/value from programming language theory is talking about a reference to the memory cell holding the variable , which is something completely different.




As far as I know, Java only knows call by value. This means for primitive datatypes you will work with an copy and for objects you will work with an copy of the reference to the objects. However I think there are some pitfalls; for example, this will not work:

public static void swap(StringBuffer s1, StringBuffer s2) {
    StringBuffer temp = s1;
    s1 = s2;
    s2 = temp;
}


public static void main(String[] args) {
    StringBuffer s1 = new StringBuffer("Hello");
    StringBuffer s2 = new StringBuffer("World");
    swap(s1, s2);
    System.out.println(s1);
    System.out.println(s2);
}

This will populate Hello World and not World Hello because in the swap function you use copys which have no impact on the references in the main. But if your objects are not immutable you can change it for example:

public static void appendWorld(StringBuffer s1) {
    s1.append(" World");
}

public static void main(String[] args) {
    StringBuffer s = new StringBuffer("Hello");
    appendWorld(s);
    System.out.println(s);
}

This will populate Hello World on the command line. If you change StringBuffer into String it will produce just Hello because String is immutable. Beispielsweise:

public static void appendWorld(String s){
    s = s+" World";
}

public static void main(String[] args) {
    String s = new String("Hello");
    appendWorld(s);
    System.out.println(s);
}

However you could make a wrapper for String like this which would make it able to use it with Strings:

class StringWrapper {
    public String value;

    public StringWrapper(String value) {
        this.value = value;
    }
}

public static void appendWorld(StringWrapper s){
    s.value = s.value +" World";
}

public static void main(String[] args) {
    StringWrapper s = new StringWrapper("Hello");
    appendWorld(s);
    System.out.println(s.value);
}

edit: i believe this is also the reason to use StringBuffer when it comes to "adding" two Strings because you can modifie the original object which u can't with immutable objects like String is.




Java übergibt Referenzen nach Wert.

Sie können also die übergebene Referenz nicht ändern.




Java is always pass by value, not pass by reference

First of all, we need to understand what pass by value and pass by reference are.

Pass by value means that you are making a copy in memory of the actual parameter's value that is passed in. This is a copy of the contents of the actual parameter .

Pass by reference (also called pass by address) means that a copy of the address of the actual parameter is stored .

Sometimes Java can give the illusion of pass by reference. Let's see how it works by using the example below:

public class PassByValue {
    public static void main(String[] args) {
        Test t = new Test();
        t.name = "initialvalue";
        new PassByValue().changeValue(t);
        System.out.println(t.name);
    }

    public void changeValue(Test f) {
        f.name = "changevalue";
    }
}

class Test {
    String name;
}

The output of this program is:

changevalue

Let's understand step by step:

Test t = new Test();

As we all know it will create an object in the heap and return the reference value back to t. For example, suppose the value of t is 0x100234 (we don't know the actual JVM internal value, this is just an example) .

new PassByValue().changeValue(t);

When passing reference t to the function it will not directly pass the actual reference value of object test, but it will create a copy of t and then pass it to the function. Since it is passing by value , it passes a copy of the variable rather than the actual reference of it. Since we said the value of t was 0x100234 , both t and f will have the same value and hence they will point to the same object.

If you change anything in the function using reference f it will modify the existing contents of the object. That is why we got the output changevalue , which is updated in the function.

To understand this more clearly, consider the following example:

public class PassByValue {
    public static void main(String[] args) {
        Test t = new Test();
        t.name = "initialvalue";
        new PassByValue().changeRefence(t);
        System.out.println(t.name);
    }

    public void changeRefence(Test f) {
        f = null;
    }
}

class Test {
    String name;
}

Will this throw a NullPointerException ? No, because it only passes a copy of the reference. In the case of passing by reference, it could have thrown a NullPointerException , as seen below:

Hopefully this will help.




The distinction, or perhaps just the way I remember as I used to be under the same impression as the original poster is this: Java is always pass by value. All objects( in Java, anything except for primitives) in Java are references. These references are passed by value.




Ich kann nicht glauben, dass noch niemand Barbara Liskov erwähnt hat. Als sie 1974 CLU entwarf, stieß sie auf das gleiche terminologische Problem und erfand den Begriff Anruf durch Teilen (auch bekannt als Anruf durch Objekt-Teilen und Anruf nach Objekt ) für diesen speziellen Fall von "Ruf nach Wert, wo der Wert ist eine Referenz".




Links