【基础知识】C++与Java的参数传递

今天我试着思考一下【参数传递】。

[b]理论基础[/b]

严格上讲，参数传递只有一种方式——值传递(by value)。那么广为流传的参数的两种传递方式：值传递(by value)和地址传递(by address)是怎么一回事呢？

这个问题或许连笨蛋都可以回答，因为仅仅从文字的语义上就可以找到答案，那就是：地址也是一种值。

回答如此简单，简单到足以让人们误以为理解其含义，止步于更深度的探求。懂得思考的人没有放弃继续追根到底的机会：什么是值？什么是地址？既然地址就是值，那么为什么存在值传递与地址传递的对立？

（未完待续，吃饭）

(吃饭回来后，又过了两天...)

什么是值？这个问题或许可以从盘古开天辟地说起，值就是数据，这个空间到处都存在数据。你问什么是数据？额，数据就是数据。但并不是所有的数据都是值。数据就其本身而言不能表示任何事物，是没有任何实际意义的。把‘计算机能够理解’定义为‘计算机可读’，那么值是有‘实际意义’的数据，是计算机可读的，而数据本身是计算机不可读的。因为值是编程语言能够表示的数据，是和类型相关的。比如int类型，struct类型，enum类型等，因此值是类型的值。类型有简单与复杂之分，值也有简单与复杂之别。（经过这番思考，我终于理解了一个概念。以前老是搞不清楚什么叫做‘计算机可读’，原来如果数据有了类型之后就是‘计算机可读’，数据有了类型之后就变成了‘值’，‘值’是计算机可读的。）

什么是地址？地址是相对于计算机内存而言的。计算机内存是一个存储‘数据’的地方。所以，内存和数据具有等价的概念。由于内存存储的是二进制的数据，因此内存最小的组成单位是bit，8个bit为一个最小单元，称为一个字节（byte）。为了便于组织数据，给每个字节赋予一个唯一的地址值，第一个字节为0，第二个字节为1...第n个字节为n。但是即使给每个字节都编了地址，数据依然是杂乱无章，没有任何实际意义。‘数据’通过‘类型’转化为有意义的‘值’。‘类型’好比‘模具’，凡是被框住的‘数据’就加工成了计算机可读的‘值’。值有大小之分，小到一个字节，大到有多个字节。对于有多个字节的值，存在多个地址值，我们规定首字节的地址为‘值’的地址值。

既然地址就是值，那么为什么存在值传递与地址传递的对立？ 根本原因在于‘传递’二字，因为值是有大小的，有简单和复杂之分。复杂值的传递肯定比简单值的传递花费更多的代价。地址值顶多是个unsinged int类型的简单值。因此对于复杂类型而言，答案不言而喻。

[b]语言实现[/b]

类型有简单和复杂之分，类型的值也有简单和复杂之别。但是由于两种‘传递’方式的对立，最终衍生出三种类型。

简单类型(build-in)： 值传递。

复杂类型(user-defined)有两种： 值类型和引用类型。值类型为值传递，引用类型为地址传递。

对于简单类型，各大主流编程语言处理上是一致的。对于复杂类型（class or struct），C++默认情况下是值类型，Java默认情况下是引用类型，C#两者兼具，struct为值类型，class为引用类型。

C++参数传递

在C++中，默认情况下是以by value方式传递对象到函数，同样也是以by value的方式从函数返回对象（这种方式是从C语言继承来的）。因此，无论是传入或是传出，都要复制并生成原对象(实参)的副本(形参），对副本(形参)的任何更改不会改变原对象(实参)的状态。

对于build-in类型，by value方式仅仅是复制变量的值，由于内置类型存储的数据比较简单，因此复制操作也不会带来大的性能问题。

对于user-defined类型，by value方式会调用对象的copy constructor。当copy constructor比较复杂时，在参数传递过程中就会引起一系列的构造与析构行为，造成性能的下降。为了提高性能，必须避免在参数传递时copy构造函数的调用。这时，按地址传递是比较好的选择。上文提到by value方式操作的仅仅是对象的副本，对副本的任何更改不会改变原有对象的状态。因此，从原对象（实参等）的角度来看，by value方式像一种只读行为，因为by value方式不会改变原对象的状态。因此为了更好的模拟by value的方式，在用地址传递代替值传递时，最好加上const关键字。

C++中有两种按地址传递的方式：pass-by-reference-to-const和pass-by-pointer-to-const。

pass-by-reference-to-const:

pass-by-pointer-to-const:[/b]

void getAnimalName(const Animal* ani){
cout << ani->getName() << endl;
}

上述两种传递方式在汇编级别和二进制级别的代码上是相同的。

待续。。