AP CS复习（3）- 浅谈Java中的参数传递

之前的 ArrayList 我已经做了一个视频放在了B站上面，其中完整提到了如何自己使用数组和泛型等技巧实现一个动态数组。链接在这里，就不额外写博客了。

所以这篇博客讲的内容并不会是具体的一个类库，而是Java语言层面的有趣设定–参数传递的方法。不同的编程语言在一些设定，比如 GC，动/静态类型 , 传参方式 上都有所不同。而掌握这些细节无论是对于程序的优化或是AP考试都有巨大的帮助。

我们先看看下面这个例子：

public static void main(String[] args) {
    int a = 3;
    int b = 4;
    change(a, b);
}
public static void change(int p, int q) {
    int temp = p;
    p = q;
    q = temp;
}

明眼人都看得出这段代码的意图，即将a，b两个整形变量传入一个叫做change的方法当中，实现两个数的交换（这里先想一想，可以成功吗？）。

说明这段代码之前，先明确一下定义，which我们后面会经常提到：

• 实例参数（实参）：调用方法时传入的参数，即a和b，在函数体外依然有用
• 形式参数（形参）：只能在函数内部使用的参数，即p和q，在函数结束后销毁（释放）

我们可以轻易的看出，在上述代码调用方法 change(a,b) 时，实例参数a和b分别将3，4这两个整形值传递给了形式参数p和q。所以我们很肯定在这次调用的函数内部中，p=3并且q=4。但是问题来了。。。

这样的参数传递究竟是以什么形式完成的呢？

接下来，我们来考虑两种传参的典型情况：值传递和引用传递。

I：引用传递

我们都知道，当我们在Java中为一个变量初始化并赋值的时候，有两个单独的步骤要走。

如上图所示：

1. 我们要创建一个int类型的变量a，这一步是初始化。
2. 接着我们会在内存中存放一个值3，并且a引用了这个内存的地址。

所以，当我们说 a=3 的时候，言下之意其实是变量a引用了内存中存储这个值。
那么，在我们进行参数传递时，假如（注意是假如）使用的是引用传递的方式，就会有这样的情况：

可以看到，由于形参p直接获得了a传递的引用（也就是3），而非另外在内存中创建（复制）一个值相同而地址不同的引用，a和p指向了同一个内存的地址。

So what？
那么显而易见的，如果在形参的函数体中对形参进行修改，那么影响到的将是“原数据”，毕竟这一个引用可是实参/形参共享的。如果是这种情况，最上面的 change() 的确能够实现目的。然而事实上，int 类型的参数传递遵循了下面要讲的“值传递”的方法。

II：值传递

我们来看下面这一张图：

在值传递的情况下，实参a并非直接将其引用（图中红色的3）传递给形参p。反而，该引用被复制了一份，在内存中创造了一个地址不同但是值相同的新引用（途中绿色的3）并交付给了p。这就是所谓的值传递（只传值，不传引用）。

So what？
那么在这样的情况中，对形参进行修改是否会对实参有影响呢？答案肯定是否定的。因为a和p分别有不同的引用，相应的修改也只能作用在分别引用的范围内，例子如图：

p的值被修改为4，但是不影响实参a的值保持为3。在这种的情况下，最上面的change方法无法生效。这也是实际上 java 语言设定的情况。

III：小小总结

说了这么多，那 Java 到底什么时候采用引用传递，什么时候采用值传递呢？总结如下：

值传递：基本类型（int,short,boolean…）和他们的封装类，加上String
引用传递: 其他的Object，包括基本类型的数组（int[], double[]）

最后给出一个引用传递的例子（传递 char[] 参数）：

public class ParameterExample
{
    public static void main(String[] args) {
        char[] arr = {'a','b','c'};
        change(arr);
        System.out.println(arr);//arr被改变，输出cbc
    }
    public static void change(char[] arr) {
        arr[0] = 'c';//由于char[]使用引用传递，这一变化会影响实参
    }
}

这也是为什么我们可以见到，在各种排序的算法当中，可以使用一个辅助的swap方法（需传入int[]以及交换的两个index）对整形数组进行改动了。

这是这个系列第3篇文章（不包括视频），简单讲解了两种不一样的传参方法。希望同学们对两种方法的不同有所了解，并熟悉他们在Java中的应用。