你真的瞭解JAVA的形參和實參嗎?

摘要： 前幾天在頭條上看到一道經典面試題,引發了一些思考。也是寫這篇文章的導火索。 背景 請看題: 看到這個題後 瞬間覺得有坑。也覺得為什麼要書寫一個 swap 方法呢？如下實現不是更簡單: 輸出: 完美實現交換。但是請注意，這是一道面試題，要的就是考驗一些知識點。所以還是老...

前幾天在頭條上看到一道經典面試題,引發了一些思考。也是寫這篇文章的導火索。

背景

請看題:

看到這個題後 瞬間覺得有坑。也覺得為什麼要書寫一個 swap 方法呢？如下實現不是更簡單:

輸出:

完美實現交換。但是請注意，這是一道面試題，要的就是考驗一些知識點。所以還是老老實實的實現 swap 方法吧。 有的同學可能會想， Integer 是一個包裝型別,是對Int的裝箱和拆箱操作。其實也是一個物件。既然是物件，直接更改物件的引用不就行了？

思路沒問題，我們首先看看實現:

輸出:

不出意外,沒有成功

這是什麼原因呢？ 技術老手一看就知道問題出在形參和實參混淆了

JAVA的形參和實參的區別:

形參顧名思義:就是形式引數，用於定義方法的時候使用的引數，是用來接收呼叫者傳遞的引數的。 形參只有在方法被呼叫的時候，虛擬機器才會分配記憶體單元，在方法呼叫結束之後便會釋放所分配的記憶體單元。 因此,形參只在方法內部有效，所以針對引用物件的改動也無法影響到方法外。

實參顧名思義:就是實際引數，用於呼叫時傳遞給方法的引數。實參在傳遞給別的方法之前是要被預先賦值的。 在本例中 swap 方法 的numa, numb 就是形參，傳遞給 swap 方法的 a,b 就是實參

注意:

在 值傳遞 呼叫過程中，只能把實參傳遞給形參，而不能把形參的值反向作用到實參上。在函式呼叫過程中，形參的值發生改變，而實參的值不會發生改變。

而在 引用傳遞 呼叫的機制中，實際上是將實參引用的地址傳遞給了形參，所以任何發生在形參上的改變也會發生在實參變數上。

那麼問題來了，什麼是 值傳遞 和 引用傳遞 

值傳遞和引用傳遞

在談 值傳遞 和 引用傳遞 之前先了解下 Java的資料型別有哪些

JAVA的資料型別

變數的基本型別和引用型別的區別

基本資料型別在宣告時系統就給它分配空間

好了，Java的資料型別說完了，繼續我們的 值傳遞 和 引用傳遞 的話題。 先背住一個概念: 基本型別 的變數是 值傳遞 ； 引用型別 的變數 結合前面說的 形參 和 實參 。

值傳遞

方法呼叫時，實際引數把它的值傳遞給對應的形式引數，函式接收的是原始值的一個copy， 此時記憶體中存在兩個相等的基本型別，即實際引數和形式引數，後面方法中的操作都是對形參這個值的修改，不影響實際引數的值

引用傳遞

也稱為 地址傳遞 ， 址傳遞 。方法呼叫時，實際引數的引用(地址，而不是引數的值)被傳遞給方法中相對應的形式引數，函式接收的是原始值的記憶體地址 在方法執行中，形參和實參內容相同，指向同一塊記憶體地址，方法執行中對引用的操作將會影響到實際物件 通過例子來說話:

輸出：

看見 值傳遞 a的值並沒有改變，而 引用傳遞 的 persion.age已經改變了 有人說

為什麼 輸出的 person.age 還是20呢？

我想說 瞭解一下什麼是 引用型別 吧？ 方法內把 形參 的地址引用換成了另一個物件，並沒有改變這個物件,並不能影響 外邊 實參 還引用原來的物件，因為 形參只在方法內有效哦。

有人或許還有疑問，按照文章開頭的例子， Integer 也是 引用型別 該當如何呢？ 其實 類似的 String , Integer , Float , Double , Short , Byte , Long , Character 等等基本包裝型別類。因為他們本身沒有提供方法去改變內部的值，例如 Integer 內部有一個 value 來記錄 int 基本型別的值，但是沒有提供修改它的方法，而且 也是 final 型別的，無法通過 常規手段 更改。

所以雖然他們是 引用型別 的，但是我們可以認為它是 值傳遞 ,這個也只是 認為 ,事實上還是 引用傳遞 , 址傳遞 。

好了，基礎知識補充完畢，然我們回到面試題吧

迴歸正題

通過補習基礎知識，我們很明顯知道 上面這個方法實現替換 是不可行的。因為 Interger 雖然是 引用型別
但是上述操作只是改變了 形參 的引用，而沒有改變 實參 對應的 物件 。

那麼思路來了，我們 通過特殊手段 改變 Integer 內部的 value 屬性

輸出結果: java a=1,b=2a=2,b=2 又來疑問了？為何 a 的值改變成功，而 b 的改變失敗呢？

見程式碼註釋 所以其實 field.set(numb,tmp); 是更改成功的，只是 tmp 經過前一行程式碼的執行，已經變成了 2。 那麼如何破呢？ 我們有了一個思路，既然是 tmp 的引用的物件值變數，那麼我讓 tmp 不引用 numa 了

這種情況下 對 numa 這個物件的修改就不會導致 tmp 的值變化了,看一下執行結果

這是為啥？有沒有 快瘋 啦？ 難道我們的思路錯了？ 先彆著急，我們看看這個例子： 僅僅是將前面的例子 a 的值改為 129， b 的值改為130

執行結果:

有沒有 懷疑人生 ？我們的思路沒有問題啊?為什麼 換個數值就行了呢？ 我們稍微修改一下程式

執行結果:

哎？為啥 1 和 2 也可以了?

我們這時肯定猜想和 Integer 的裝箱 拆箱有關

裝箱，拆箱 概念

Integer的裝箱操作

為什麼 Integera=1 和 Integera=newInteger(1) 效果不一樣 那就瞅瞅原始碼吧？

通過註釋知道，java推薦 Integer.valueOf 方式初始化一個 Interger 因為有 快取了 -128-127 的數字 我們直接定義 Integera=1 具有這個功能，所以 Jvm 底層實現 是通過 Integer.valueOf 這個方法 再看 field.set(numb,tmp); 我們打斷點，發現通過反射設定 value 時 竟然走了 Integer.valueOf 方法 下面是 我們呼叫 swap 前後的 IntegerCache.cache 值得變化

反射修改前:

反射修改後

在反射修改前

通過反射修改後

再呼叫 field.set(numb,tmp) tmp這時等於1 對應的 角標 129 ,但是這個值已經變成了2 所以出現了剛才 奇怪的結果 原來都是 快取的鍋 下面趁機再看個例子 加深理解

輸出結果:

java testA=testBtrue,testC=testDfalse 通過這小示例，在 -128 到 127的數字都走了快取，這樣 testA 和 testB 引用的是同一片記憶體區域的同一個物件。 而 testC testD 數值大於127 所以 沒有走快取，相當於兩個 Integer 物件，在堆記憶體區域有兩個物件。 兩個物件自如不相等。

在前面的示例中 我們 通過

方式初始化 a , b 我們的交換演算法沒有問題，也是這個原因。

那麼到目前為止我們的 swap 方法可以完善啦

只需將之前的 field.set(numb,tmp) 改為 field.set(numb,newInteger(tmp))

到此, 這個面試我們已經通過了，還有一個疑問我沒有解答。 為什麼 field.set(numb,tmp) 會執行 Integer.valueOf() 而 field.set(numb,newInteger(tmp)) 不會執行。 這就是 Integer的裝箱 操作，當 給 Integer.value 賦值 int 時，JVM 檢測到 int不是Integer型別 ,需要裝箱，才執行了 Integer.valueOf() 方法。而 field.set(numb,newInteger(tmp)) 設定的 是Integer型別了，就不會再拆箱後再裝箱。

原文釋出時間為：2018-09-18

本文作者：王偉

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