Является ли Java «pass-by-reference» или «pass-by-value»?



Answers

Я просто заметил, что вы ссылались на мою статью .

Java Spec говорит, что все в Java является передачей по значению. В Java нет такой вещи, как «pass-by-reference».

Ключом к пониманию этого является то, что что-то вроде

Dog myDog;

не является Собакой; это на самом деле указатель на Собака.

Что это значит, когда вы

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

вы по существу передаете адрес созданного объекта Dog методу foo .

(Я говорю, по сути, потому, что указатели Java не являются прямыми адресами, но проще всего думать об этом)

Предположим, что объект Dog находится по адресу 42 памяти. Это означает, что мы передаем метод 42.

если Метод был определен как

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

давайте посмотрим, что происходит.

  • параметр someDog установлен в значение 42
  • на линии "AAA"
    • someDog следует Dog которую указывает (объект Dog по адресу 42)
    • что Dog (одна по адресу 42) просит изменить свое имя на Макс
  • на линии "BBB"
    • создается новая Dog . Допустим, он по адресу 74
    • мы присваиваем параметру someDog значение 74
  • на линии "CCC"
    • someDog следует Dog которую указывает (объект Dog по адресу 74)
    • что Dog (одна по адресу 74) просит изменить свое имя на Роульф
  • то мы возвращаемся

Теперь давайте подумаем о том, что происходит вне метода:

myDog ли myDog ?

Есть ключ.

Помня о том, что myDog - это указатель , а не настоящая Dog , ответ НЕТ. myDog все еще имеет значение 42; он все еще указывает на оригинальную Dog (но обратите внимание, что из-за строки «AAA» ее имя теперь «Макс» - все тот же Dog, значение myDog не изменилось.)

Совершенно верно, чтобы следить за адресом и изменять то, что в конце его; однако это не изменяет переменную.

Java работает точно так же, как C. Вы можете назначить указатель, передать указатель на метод, следовать указателю в методе и изменить данные, на которые указали. Однако вы не можете изменить, где находится этот указатель.

В C ++, Ada, Pascal и других языках, поддерживающих pass-by-reference, вы можете фактически изменить переданную переменную.

Если Java имеет семантику someDog ссылки, метод foo который мы определили выше, изменился бы там, где myDog указывал, когда он назначил someDog в строке BBB.

Подумайте, что ссылочные параметры являются псевдонимами для переданной переменной. Когда этот псевдоним назначается, то и переменная, которая была передана.

Question

Я всегда думал, что Java является перекрестной ссылкой , однако я видел пару сообщений в блогах (например, этот блог ), которые утверждают, что это не так. Я не думаю, что понимаю различие, которое они делают.

Какое объяснение?




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.




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.




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.




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.




Чтобы показать контраст, сравните следующие фрагменты C++ и Java :

В C ++: Примечание: Плохой код - утечка памяти! Но это демонстрирует суть.

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"
}

В 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 имеет только два типа передачи: по значению для встроенных типов и по значению указателя для типов объектов.




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.




Это даст вам некоторое представление о том, как Java действительно работает до такой степени, что в следующем обсуждении о передаче Java по ссылке или передаче по значению вы просто будете улыбаться :-)

Шаг первый, пожалуйста, удалите из своего разума это слово, которое начинается с «p» «_ _ _ _ _ _ _», особенно если вы исходите из других языков программирования. Java и «p» не могут быть записаны в одной книге, форуме или даже в txt.

Второй шаг помнит, что при передаче объекта в метод вы передаете ссылку Object, а не сам объект.

  • Студент : Учитель, означает ли это, что Java является передачей по ссылке?
  • Мастер : Кузнечик, Нет.

Теперь подумайте о том, какая ссылка / переменная объекта имеет /:

  1. Переменная содержит биты, которые сообщают JVM, как добраться до указанного объекта в памяти (кучи).
  2. При передаче аргументов методу вы НЕ передаете ссылочную переменную, а копию битов в ссылочной переменной . Что-то вроде этого: 3bad086a. 3bad086a представляет способ доступа к переданному объекту.
  3. Таким образом, вы просто передаете 3bad086a, что это значение ссылки.
  4. Вы передаете значение ссылки, а не саму ссылку (а не объект).
  5. Это значение фактически КОПИРОВАНО и передается методу .

В следующем (пожалуйста, не пытайтесь скомпилировать / выполнить это ...):

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. }

Что происходит?

  • Человек переменной создается в строке # 1, а в начале он имеет значение null.
  • Новый объект Person создается в строке # 2, хранящейся в памяти, а человеку переменной присваивается ссылка на объект Person. То есть, его адрес. Скажем, 3bad086a.
  • Переменная, содержащая адрес объекта, передается функции в строке # 3.
  • В строке №4 вы можете слушать звук тишины
  • Проверьте комментарий на строке # 5
  • Локальная переменная метода - anotherReferenceToTheSamePersonObject - создается, а затем появляется волшебство в строке # 6:
    • Переменная / ссылочный человек копируется по битам и передается в другойReferenceToTheSamePersonObject внутри функции.
    • Никаких новых экземпляров Person не создается.
    • И « person », и « anotherReferenceToTheSamePersonObject » имеют одинаковое значение 3bad086a.
    • Не пытайтесь это, но человек == anotherReferenceToTheSamePersonObject будет правдой.
    • Обе переменные имеют ИДЕНТИФИКАЦИОННЫЕ КОПИИ ссылки, и оба они относятся к одному объекту Person, SAME Object on the Heap и NOT A COPY.

Одна картинка стоит тысячи слов:

Обратите внимание, что стрелки anotherReferenceToTheSamePersonObject направлены к объекту, а не к переменной!

Если вы этого не поняли, просто доверьтесь мне и помните, что лучше сказать, что Java передается по значению . Ну, пройдем по эталонному значению . О, хорошо, еще лучше - это пропускная способность-переменная-значение! ;)

Теперь не стесняйтесь ненавидеть меня, но обратите внимание, что при этом нет разницы между передачей примитивных типов данных и объектов при обсуждении аргументов метода.

Вы всегда передаете копию бит значения ссылки!

  • Если это примитивный тип данных, эти биты будут содержать значение самого примитивного типа данных.
  • Если это объект, биты будут содержать значение адреса, которое сообщает JVM, как добраться до объекта.

Java - это пропускная способность, потому что внутри метода вы можете изменить ссылочный объект столько, сколько хотите, но как бы вы ни старались, вы никогда не сможете изменить переданную переменную, которая будет продолжать ссылаться (а не p _ _ _ _ _ _ _) тот же объект независимо от того, что!

Вышеуказанная функция changeName никогда не сможет изменить фактическое содержимое (битовые значения) переданной ссылки. В другом слове changeName не может заставить Person лицо ссылаться на другой объект.

Конечно, вы можете сократить его и просто сказать, что Java - это пропускная стоимость!




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++.




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.




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 .




Java передает ссылки по значению.

Таким образом, вы не можете изменить ссылку, которая будет передана.




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. Например:

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.




Не могу поверить, что никто еще не упомянул Барбару Лисков. Когда она разработала CLU в 1974 году, она столкнулась с этой же проблемой терминологии, и она придумала термин « вызов» путем совместного использования (также называемого вызовом путем совместного использования объектов и вызова по объекту ) для этого конкретного случая «вызов по значению, где значение ссылка".




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.




Related