43.java编程思想——传递和返回对象
实际传递的只是一个句柄。在许多程序设计语言中,我们可用语言的“普通”方式到处传递对象,而且大多数时候都不会遇到问题。但有些时候却不得不采取一些非常做法,使得情况突然变得稍微复杂起来(在C++中则是变得非常复杂)。
Java 亦不例外,我们十分有必要准确认识在对象传递和赋值时所发生的一切。若读者是从某些特殊的程序设计环境中转移过来的,那么一般都会问到:“Java 有指针吗?”有些人认为指针的操作很困难,而且十分危险,所以一厢情愿地认为它没有好处。同时由于Java 有如此好的口碑,所以应该很轻易地免除自己以前编程中的麻烦,其中不可能夹带有指针这样的“危险品”。然而准确地说,Java 是有指针的!事实上,Java 中每个对象(除基本数据类型以外)的标识符都属于指针的一种。但它们的使用受到了严格的限制和防范,不仅编译器对它们有“戒心”,运行期系统也不例外。或者换从另一个角度说,Java 有指针,但没有传统指针的麻烦。我曾一度将这种指针叫做“句柄”,但你可以把它想像成“安全指针”。
1 传递句柄代码
publicclass PassHandles {
staticvoidf(PassHandles h) {
System.out.println("h inside f(): " +h);
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
PassHandles p =new PassHandles();
System.out.println("p inside main(): " +p);
f(p);
}
} /// :~
2 执行
pinside main(): PassHandles@15db9742
hinside f(): PassHandles@15db9742
toString 方法会在打印语句里自动调用,而PassHandles 直接从Object 继承,没有toString 的重新定义。
因此,这里会采用toString 的Object 版本,打印出对象的类,接着是那个对象所在的位置(不是句柄,而是对象的实际存储位置)。
可以看到,无论p 还是h引用的都是同一个对象。这比复制一个新的PassHandles 对象有效多了,使我们能将一个参数发给一个方法。但这样做也带来了另一个重要的问题。
3 别名问题
“别名”意味着多个句柄都试图指向同一个对象,就象前面的例子展示的那样。若有人向那个对象里写入一点什么东西,就会产生别名问题。若其他句柄的所有者不希望那个对象改变,恐怕就要失望了。这可用下面这个简单的例子说明:
3.1 代码2
publicclass Alias1 {
inti;
Alias1(intii) {
i = ii;
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
Alias1 x =new Alias1(7);
Alias1 y =x; // Assign the handle
System.out.println("x: " +x.i);
System.out.println("y: " +y.i);
System.out.println("Incrementing x");
x.i++;
System.out.println("x: " +x.i);
System.out.println("y: " +y.i);
}
} /// :~
3.2 执行
x:7
y:7
Incrementingx
x:8
y:8
对下面这行:
Alias1 y = x; // Assign thehandle
它会新建一个Alias1 句柄,但不是把它分配给由new 创建的一个新鲜对象,而是分配给一个现有的句柄。所以句柄x 的内容——即对象x 指向的地址——被分配给y,所以无论x还是y 都与相同的对象连接起来。这样一来,一旦x 的i 在下述语句中增值:
x.i++;
y 的i 值也必然受到影响。
最直接的一个解决办法就是干脆不这样做:不要有意将多个句柄指向同一个作用域内的同一个对象。这样做可使代码更易理解和调试。然而,一旦准备将句柄作为一个自变量或参数传递——这是Java 设想的正常方法——别名问题就会自动出现,因为创建的本地句柄可能修改“外部对象”(在方法作用域之外创建的对象)。
3.3 代码3
publicclass Alias2 {
inti;
Alias2(intii) {
i = ii;
}
staticvoidf(Alias2 handle){
handle.i++;
}
publicstaticvoidmain(String[]args){
Alias2 x =new Alias2(7);
System.out.println("x: " +x.i);
System.out.println("Calling f(x)");
f(x);
System.out.println("x: " +x.i);
}
} /// :~
3.4 执行
x:7
Callingf(x)
x:8
方法改变了自己的参数——外部对象。一旦遇到这种情况,必须判断它是否合理,用户是否愿意这样,以及是不是会造成问题。
通常,我们调用一个方法是为了产生返回值,或者用它改变为其调用方法的那个对象的状态(方法其实就是我们向那个对象“发一条消息”的方式)。很少需要调用一个方法来处理它的参数;这叫作利用方法的“副作用”(Side Effect)。所以倘若创建一个会修改自己参数的方法,必须向用户明确地指出这一情况,并警告使用那个方法可能会有的后果以及它的潜在威胁。由于存在这些混淆和缺陷,所以应该尽量避免改变参数。
若需在一个方法调用期间修改一个参数,且不打算修改外部参数,就应在自己的方法内部制作一个副本,从而保护那个参数。