现代编程语言的值传递与引用传递

jiezi

6 年前

现代编程语言对于值传递与引用传递的支持程度是比较不同的

首先介绍值传递与引用传递的概念

将变量 a 传递到其他的函数并对其更改，不能影响 a 的值

在其他的作用域对传入的变量 a 的更改可以影响 a 的值

Note:

在这里的值的概念，对于原始类型，指的就是字面的值，如 1,2,’a’;

而对于动态内存分配 / 类，则指的是指向这个分配内存 / 类的引用，而非解引用后指向的内存 / 类所保存的值

C 语言本身只支持值传递，但是通过指针这一概念，通过解引用可以达到引用传递的效果

作为 C 语言的超集发展起来的语言，C++ 支持 C 语言的值传递与指针传递，同时 C ++ 还添加了引用传递(某种意义上是指针的语法糖), 所以 C ++ 实际上通过两种语法支持引用传递

下面演示 C /C++ 的值传递与引用传递

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

/// 基础类型热引用
void swap_ref(int &a, int &b) {
    int t = a;
    a = b;
    b = t;
}

/// 类的引用
void swap_ref(string &a, string &b) {
    string t = a;
    a = b;
    b = t;
}

/// 值传递
void swap_val(int a, int b) {
    int t = a;
    a = b;
    b = t;
}

/// 类的值传递
void swap_val(string a, string b) {
    string t = a;
    a = b;
    b = t;
}

/// 基于指针进行引用传递
void swap_ptr(int *a, int *b) {
    int t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
}

void swap_ptr(string *a, string *b) {
    string t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
}

int main() {
    int a = 1;
    int b = 2;

    swap_ref(a, b);// 引用传递
    printf("%d %d\n", a, b);

    swap_val(a, b);// 值传递
    printf("%d %d\n", a, b);

    string x = "x", y = "y";

    swap_ref(x, y);// 引用传递
    cout << x << " " << y << endl;

    swap_val(x, y);// 值传递 无效果
    cout << x << " " << y << endl;

    /// \brief  使用指针本身进行值传递 通过解引用达到了解引用的效果
    swap_ptr(&a, &b);// 通过指针引用传递
    printf("%d %d\n", a, b);

    swap_ptr(&x, &y);// 指针的引用传递
    cout << x << " " << y << endl;

    return 0;

}

$ ./main.exe
2 1
2 1
y x
y x
1 2
x y

Notes:

使用指针可以改变其指向的对象的值，但是其无法改变其指针自己的值，如果想改变指针指向的对象，如果想在其他函数改变指针的值, 只能取这个指针的指针，这又回到了 swap 这个问题

Java 可能是处于控制语言的复杂度的考虑，只支持值传递。

同样的还有Python。

public class type {public static void main(String[] args) {
        String s = "One String";
        System.out.println(s);
        changeString(s);
        System.out.println(s);
    }

    public static void changeString(String s) {s = "Yet Another String";}
}

C#在很多特性是和 Java 很类似，但是在类型系统中，C# 同时支持值类型与引用类型。

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {static void Main(string[] args)
        {
            int a = 1, b = 2;
            swap(ref a, ref b);
            Console.WriteLine($"a = {a} b = {b}");

            swap(a, b);
            Console.WriteLine($"a = {a} b = {b}");
            string x = "x-ray", y = "y-ray";

            swap(ref x, ref y);
            Console.WriteLine($"x = {x} y = {y}");

            swap(x, y);
            Console.WriteLine($"x = {x} y = {y}");

        }
        private static void swap(int a, int b)
        {
            int t = a;
            a = b;
            b = t;
        }
        private static void swap(ref int a, ref int b)
        {
            int t = a;
            a = b;
            b = t;
        }
        private static void swap(string a, string b)
        {
            string t = a;
            a = b;
            b = t;
        }
        private static void swap(ref string a, ref string b)
        {
            string t = a;
            a = b;
            b = t;
        }
    }
}

$
a = 2 b = 1
a = 2 b = 1
x = y-ray y = x-ray
x = y-ray y = x-ray