<转>Java基本功——Reference
??? changeInteger(r);
? ??System.out.println("After changeInteger:" + r.i);
??? // just for format
? ??System.out.println();
??
??? // reset integer
? ??r.i = 0;
??? System.out.println("Before changeReference:" + r.i);
? ??changeReference(r);
??? System.out.println("After changeReference:" + r.i);
? }
??private static void changeReference(ReferenceTricks r) {
? ?r = new ReferenceTricks();
?? r.i = 5;
?? System.out.println("In changeReference: " + r.i);
? }
? private static void changeInteger(ReferenceTricks r) {
?? r.i = 5;
?? System.out.println("In changeInteger:" + r.i);
? }
? public int i;
}
对不起，我知道，把一个字段设成public是一种不好的编码习惯，这里只是为了说明问题。
如果你有兴趣自己运行一下这个程序，我等你！
OK，你已经运行过了吗？结果如何？是否如你预期？下面是我在自己的机器上运行的结果：
Before changeInteger:0
In changeInteger:5
After changeInteger:5
Before changeReference:0
In changeReference: 5
After changeReference:0
这里，我们关注的是两个change——changeReference和changeInteger。从输出的内容中，我们可以看出，两个方法在调用前和调用中完全一样，差异出现在调用后的结果。
糊涂的讲解
先让我们来分析一下changeInteger的行为。
前面说过了，Java中的reference就是一个地址，它指向了一个内存空间，这个空间存放着一个对象的相关信息。这里我们暂时不去关心这个内存具体如何排布，只要知道，通过地址，我们可以找到r这个对象的i字段，然后我们给它赋成5。既然这个字段的内容得到了修改，从函数中返回之后，它自然就是改动后的结果了，所以调用之后，r对象的i字段依然是5。下图展示了changeInteger调用前后内存变化。
???? Reference +--------+??????????????? Reference +--------+
??? ---------->| i = 0? |?????????????? ---------->| i = 5? |
?????????????? |--------|????????????????????????? |--------|
?????????????? | Memory |????????????????????????? | Memory |
?????????????? |??????? |????????????????????????? |??????? |?
?????????????? |??????? |????????????????????????? |??????? |
?????????????? +--------+????????????????????????? +--------+
????调用changeInteger之前?? ????????????调用changeInteger之后
让我们把目光转向changeReference。
从代码上，我们可以看出，同changeInteger之间的差别仅仅在于多了这么一句。
r = new ReferenceTricks();
这条语句的作用是分配一块新的内存，然后将r指向它。
执行完这条语句，r就不再是原来的r，但它依然是一个ReferenceTricks的对象，所以我们依然可以对这个r的i字段赋值。到此为止，一切都是那么自然。
???? Reference +--------+????????????????????????? +--------+
??? ---------->| i = 0? |????????????????????????? | i = 0? |
?????????????? |--------|????????????????????????? |--------|
?????????????? | Memory |????????????????????????? | Memory |
?????????????? |??????? |??????????????? Reference |--------|?
?????????????? |??????? |?????????????? ---------->| i = 5? |
?????????????? +--------+????????????????????????? +--------+
????调用changeReference之前??????????????调用changeReference之后
顺着这个思路继续下去的话，执行完changeReference，输出的r的i字段，那么应该是应该是新内存中的i，所以应该是5。至于那块被我们抛弃的内存，Java的GC功能自然会替我们善后的。
事与愿违。
实际的结果我们已经看到了，输出的是0。
肯定哪个地方错了，究竟是哪个地方呢？
参数传递的秘密
知道方法参数如何传递吗？
记得刚开始学编程那会儿，老师教导，所谓参数，有形式参数和实际参数之分，参数列表中写的那些东西都叫形式参数，在实际调用的时候，它们会被实际参数所替代。
编译程序不可能知道每次调用的实际参数都是什么，于是写编译器的高手就出个办法，让实际参数按照一定顺序放到一个大家都可以找得到的地方，以此作为方法调用的一种约定。所谓“没有规矩，不成方圆”，有了这个规矩，大家协作起来就容易多了。这个公共数据区，现在编译器的选择通常是“栈”，而所谓的顺序就是形式参数声明的顺序。
显然，程序运行的过程中，作为实际参数的变量可能遍布于内存的各个位置，而并不一定要老老实实的呆在栈里。为了守“规矩”，程序只好将变量复制一份到栈中，也就是通常所说的将参数压入栈中。
打起精神，谜底就要揭晓了。
我刚才说什么来着？将变量复制一份到栈中，没错，“复制”！
这就是所谓的值传递。
C语言的旷世经典《The C Programming Language》开篇的第一章中，谈到实际参数时说，“在C中，所有函数的实际参数都是传‘值’的”。
马上会有人站出来，“错了，还有传地址，比如以指针传递就是传地址”。
不错，传指针就是传地址。在把指针视为地址的时候，是否考虑过这样一个问题，它也是一个变量。前面的讨论中说过了，参数传递必须要把参数压入栈中，作为地址的指针也不例外。所以，必须把这个指针也复制一份。函数中对于指针操作实际上是对于这个指针副本的操作。
Java的reference等于C的指针。所以，在Java的方法调用中，reference也要复制一份压入堆栈。在方法中对reference的操作就是对这个reference副本的操作。
谜底揭晓
好，让我们回到最初的问题上。
在changeReference中对于reference的赋值实际上是对这个reference的副本进行赋值，而对于reference的本尊没有产生丝毫的影响。
回到调用点，本尊醒来，它并不知道自己睡去的这段时间内发生过什么，所以只好当作什么都没发生过一般。就这样，副本消失了，在方法中对它的修改也就烟消云散了。
?
也许你会问出这样的问题，“听了你的解释，我反而对changeInteger感到迷惑了，既然是对于副本的操作，为什么changeInteger可以运作正常？”
呵呵，很有趣的大脑短路现象。
好，那我就用前面的说法解释一下changeInteger的运作。
所谓复制，其结果必然是副本完全等同于本尊。reference复制的结果必然是两个reference指向同一块内存空间。
虽然在方法中对于副本的操作并不会影响到本尊，但对内存空间的修改确实实实在在的。
回到调用点，虽然本尊依然不知道曾经发生过的一切，但它按照原来的方式访问内存的时候，取到的确是经过方法修改之后的内容。
于是方法可以把自己的影响扩展到方法之外。
?
多说几句
这个问题起源于我对C/C++中同样问题的思考。同C/C++相比，在changeReference中对reference赋值可能并不会造成什么很严重的后果，而在C/C++中，这么做却会造成臭名昭著的“内存泄漏”，根本的原因在于Java拥有了可爱的GC功能。即便这样，我仍不推荐使用这种的手法，毕竟GC已经很忙了，我们怎么好意思再麻烦人家。
在C/C++中，这个问题还可以继续引申。既然在函数中对于指针直接赋值行不通，那么如何在函数中修改指针呢？答案很简单，指针的指针，也就是把原来的指针看作一个普通的数据，把一个指向它的指针传到函数中就可以了。
同样的问题到了Java中就没有那么美妙的解决方案了，因为Java中可没有reference的reference这样的语法。可能的变通就是将reference进行封装成类。至于值不值，公道自在人心。
参考文献
1 《Thinking in Java》
2 《More Effective C++》
3 《The C Programming Language》