4.5 方法参数

按值调用和按引用调用

按值调用（call by value）表示方法接收的是调用者提供的值。而按引用调用（call by reference）表示方法接收的是调用者提供的变量地址。方法可以修改按引用传递的变量的值，而不能修改按值传递的变量的值。“按......调用”（call by）是一个标准的计算机科学术语，用来描述各种程序设计语言（不只是Java）中方法参数的传递方式（事实上，以前还有按名调用（call by
name），Algol程序设计语言是最古老的高级程序设计语言之一，它使用的就是这种参数传递方式。不过，这种传递方式已经成为历史）。

Java程序设计语言总是采用按值调用。也就是说，方法得到的是所有参数值的一个副本。具体来讲，方法不能修改传递给它的任何参数变量的内容。

例如，考虑下面的调用：

double percent = 10;
harry.raiseSalary(percent);

不论这个方法具体如何实现，我们知道，在这个方法调用之后，percent的值还是10。

下面再仔细研究一下这种情况。假定一个方法试图将一个参数值增加至3倍：

public static void tripleValue(double x)   // doesn't work 
{
    x = 3 * x;
}    

然后调用这个方法：

double percent = 10;
tripleValue(percent);

调用方法执行过程

不过，这样并不能起作用。调用这个方法之后，percent的值还是10。下面看一下具体的执行过程：

1. x初始化为percent值的一个副本（也就是10）。
2. x乘以3后等于30，但是percent仍然是10（如图（修改数值参数没有持久效果）所示）。
3. 这个方法结束之后，参数变量x不再使用。

修改数值参数没有持久效果

两种类型的方法参数

然而，有两种类型的方法参数：

• 基本数据类型（数字、布尔值）。
• 对象引用。

你已经看到，一个方法不可能修改基本数据类型的参数，而对象引用作为参数就不同了，可以很容易地利用下面这个方法将一个员工的工资增至三倍：

public static void tripleSalary(Employee x)  // works
{
    x.raiseSalary(200);
}    

当调用

harry = new Employee(. . .);
tripleSalary(harry);

时，具体的执行过程为：

1. x初始化为harry值的一个副本，这里就是一个对象引用。
2. raiseSalary方法应用于这个对象引用。x和harry同时引用的那个Employee对象的工资提高了200%。
3. 方法结束后，参数变量x不再使用。当然，对象变量harry继续引用那个工资增至3倍的员工对象（如图（修改对象参数有持久效果）所示）。

修改对象参数有持久效果

可以看到，实现一个改变对象参数状态的方法是完全可以的，实际上也相当常见。理由很简单，方法得到的是对象引用的副本，原来的对象引用和这个副本都引用同一个对象。

很多程序设计语言（特别是C++和Pascal）提供了两种参数传递的方式：按值调用和按引用调用。有些程序员（甚至有些书的作者）认为Java程序设计语言对对象采用的是按引用调用，实际上，这种理解是不对的。由于这种误解具有一定的普遍性，所以很有必要给出一个反例来详细地说明一下这个问题。

首先，编写一个交换两个Employee对象的方法：

public static void swap(Employee x, Employee y)   //  doesn't work
{
    Employee temp = x;
    x = y;
    y = temp;
}    

如果Java对对象采用的是按引用调用，那么这个方法就应该能够实现交换：

var a = new Employee("Alice", . . .);
var b = new Employee("Bob", . . .);
swap(a, b);
// does a now refer to Bob, b to Alice?

但是，这个方法并没有改变存储在变量a和b中的对象引用。swap方法的参数x和y被初始化为两个对象引用的副本，这个方法交换的是这两个副本。

// x refers to Alice, y to Bob 
Employee temp = x;
x = y;
y = temp;
// now x refers to Bob, y to Alice

最终，白费力气。在方法结束时参数变量x和y被丢弃了。原来的变量a和b仍然引用这个方法调用之前所引用的对象（如图（交换对象参数没有持久效果）所示）。

交换对象参数没有持久效果

这个过程说明：Java程序设计语言对对象采用的不是按引用调用，实际上，对象引用是按值传递的。

Java中方法参数的使用

下面总结一下在Java中对方法参数能做什么和不能做什么：

• 方法不能修改基本数据类型的参数（即数值型或布尔型）。
• 方法可以改变对象参数的状态。
• 方法不能让一个对象参数引用一个新的对象。

程序清单4-4中的程序展示了这几点。在这个程序中，首先试图将一个数值参数的值增至三倍，但没有成功：

Testing tripleValue:
Before: percent=10.0
End of method: x=30.0
After: percent=10.0

随后，成功地将一个员工的工资增至三倍：

Testing tripleSalary:
Before: salary=50000.0
End of method:salary=150000.0
After: salary=150000.0

方法结束之后，harry引用的对象状态发生了改变。这是因为这个方法可以通过对象引用的副本修改所引用对象的状态。

最后，程序演示了swap方法的失败效果：

Testing swap:
Before: a=Alice 
Before: b=Bob 
End of method: x=Bob 
End of method: y=Alice 
After: a=Alice 
After: b=Bob

可以看出，参数变量x和y交换了，但是变量a和b没有受到影响。

程序示例

/*
 * 功能：这个程序演示了Java中的参数传递。
 * @版本：1.01
 * @时间：2021-07-17
 * @作者：黄子涵
 * 
 */
 
public class HuangZiHanTest
{  
   public static void main(String[] huangzihan_args)
   { 
	   /*测试一：方法不能修改数值参数*/
	   System.out.println("测试一：方法不能修改数值参数");
	   System.out.println("huangzihan_tripleValue()测试中：");
	   double huangzihan_percent = 10;
	   System.out.println("测试之前：huangzihan_percent=" + huangzihan_percent);
	   huangzihan_tripleValue(huangzihan_percent);
	   System.out.println("测试之后：huangzihan_percent()=" + huangzihan_percent);
	   System.out.println();
	   
	   /*测试二：方法可以更改对象参数的状态*/
	   System.out.println("测试二：方法可以更改对象参数的状态");
	   System.out.println("huangzihan_tripleSalary()测试中:");
	   var huangzihan = new Huangzihan_Employee("huangzihan", 50000);
	   System.out.println("测试之前：huangzihan_salary()=" + huangzihan.huangzihan_getSalary());
       huangzihan_tripleSalary(huangzihan);
	   System.out.println("测试之后：huangzihan_salary()=" + huangzihan.huangzihan_getSalary());
	   System.out.println();
	   
	   /*测试三：方法无法将新对象附加到对象参数*/
	   System.out.println("测试三：方法无法将新对象附加到对象参数");
	   System.out.println("huangzihan_swap()测试中：");
	   var huangzihan_a = new Huangzihan_Employee("Huangzihan_Alice", 70000);
	   var huangzihan_b = new Huangzihan_Employee("Huangzihan_Bob", 60000);
	   System.out.println("测试之前：huangzihan_a=" + huangzihan_a.huangzihan_getName());
	   System.out.println("测试之前：huangzihan_b=" + huangzihan_b.huangzihan_getName());
	   huangzihan_swap(huangzihan_a, huangzihan_b);
       System.out.println("测试之后：huangzihan_a=" + huangzihan_a.huangzihan_getName());
       System.out.println("测试之后：huangzihan_b=" + huangzihan_b.huangzihan_getName());
       System.out.println();
   }
   
   public static void huangzihan_tripleValue(double huangzihan_x) 
   {
	   huangzihan_x = 3* huangzihan_x;
	   System.out.println("方法结束：huangzihan_x=" + huangzihan_x);
   }
	   
   public static void huangzihan_tripleSalary(Huangzihan_Employee huangzihan_x) 
   {
	   huangzihan_x.huangzihan_raiseSalary(200);
	   System.out.println("方法结束：huangzihan_salary=" + huangzihan_x.huangzihan_getSalary());		   
   }
	   
   public static void huangzihan_swap(Huangzihan_Employee huangzihan_x, Huangzihan_Employee huangzihan_y) 
   {
	   Huangzihan_Employee huangzihan_temp = huangzihan_x;
	   huangzihan_x = huangzihan_y;
	   huangzihan_y = huangzihan_temp;
	   System.out.println("方法结束：huangzihan_x=" + huangzihan_x.huangzihan_getName());
	   System.out.println("方法结束：huangzihan_y=" + huangzihan_y.huangzihan_getName());
   }
}
 
class Huangzihan_Employee
{
	String huangzihan_name;
	double huangzihan_salary;
	public Huangzihan_Employee(String huangzihan_n, double huangzihan_s) 
	{
		huangzihan_name = huangzihan_n;
		huangzihan_salary = huangzihan_s;
	}
	
	public String huangzihan_getName() 
	{
		return huangzihan_name;
	}
	
	public double huangzihan_getSalary() 
	{
		return huangzihan_salary;
	}
	
	public void huangzihan_raiseSalary(double huangzihan_byPercent) 
	{
		double huangzihan_raise = huangzihan_salary * huangzihan_byPercent / 100;
		huangzihan_salary += huangzihan_raise;
	}
}

运行结果

测试一：方法不能修改数值参数
huangzihan_tripleValue()测试中：
测试之前：huangzihan_percent=10.0
方法结束：huangzihan_x=30.0
测试之后：huangzihan_percent()=10.0
 
测试二：方法可以更改对象参数的状态
huangzihan_tripleSalary()测试中:
测试之前：huangzihan_salary()=50000.0
方法结束：huangzihan_salary=150000.0
测试之后：huangzihan_salary()=150000.0
 
测试三：方法无法将新对象附加到对象参数
huangzihan_swap()测试中：
测试之前：huangzihan_a=Huangzihan_Alice
测试之前：huangzihan_b=Huangzihan_Bob
方法结束：huangzihan_x=Huangzihan_Bob
方法结束：huangzihan_y=Huangzihan_Alice
测试之后：huangzihan_a=Huangzihan_Alice
测试之后：huangzihan_b=Huangzihan_Bob