方法參數(shù)

首先回顧一下在程序設(shè)計語言中有關(guān)參數(shù)傳遞給方法(或函數(shù))的一些專業(yè)術(shù)語。值調(diào)用(call by value)表示方法接收的是調(diào)用者提供的值。而引用調(diào)用(call by reference)表示方法接收的是調(diào)用者提供的變量位置。可以想到，一個方法可以修改傳遞引用所對應(yīng)的變量值，而不能修改傳遞值調(diào)用所對應(yīng)的變量值。這一點不僅僅是Java 語言，其他程序設(shè)計語言也是如此。“……調(diào)用”(call by)是一個標(biāo)準(zhǔn)的計算機(jī)科學(xué)術(shù)語，它用來描述各個程序設(shè)計語言中方法參數(shù)的傳遞方式。(事實上，以前還有名稱調(diào)用(call by name)，Algol程序設(shè)計語言—最古老的高級程序設(shè)計語言之一—使用的就是這種參數(shù)傳遞方式。不過，對于今天來說，這種傳遞方式已經(jīng)成為歷史。)Java程序設(shè)計語言使用值調(diào)用。也就是說，方法得到的是所有參數(shù)值的一個拷貝，特別是，方法不能修改傳遞給它的任何參數(shù)變量的內(nèi)容。

例如，考慮下面的調(diào)用：

double percent = 10;

harry.raiseSalary(percent);

不必理睬這個方法的具體實現(xiàn)，在方法調(diào)用之后，percent的值還是10。

下面再仔細(xì)地研究一下這種情況。假定一個方法試圖將一個參數(shù)值增加至3倍：

public static void tripleValue(double x) // doesn’t work{x = 3 * x;}然后調(diào)用這個方法：double percent = 10;tripleValue(percent);

可以看到，無論怎樣調(diào)用這個方法，執(zhí)行之后，percent的值還是10。下面看一下具體的執(zhí)行

過程：

1)x被初始化為percent值的一個拷貝(也就是10)。

2)x被乘以3后等于30。但是percent仍然是10(如圖4-6所示)。

3)這個方法結(jié)束之后，參數(shù)變量x不再使用。

然而，方法參數(shù)共有兩種類型：

? 基本數(shù)據(jù)類型(數(shù)字、布爾值)。

? 對象引用。

已經(jīng)看到，一個方法不可能修改一個基本數(shù)據(jù)類型的參數(shù)。而對象引用作為參數(shù)就不同了，

我們可以很容易地利用下面這個方法實現(xiàn)將一個雇員的薪金提高兩倍的操作：

public static void tripleSalary(Employee x) // works{x.raiseSalary(200);}當(dāng)調(diào)用harry = new Employee(. . .);tripleSalary(harry);

具體的執(zhí)行過程為：

1)x被初始化為harry值的拷貝，這里是一個對象的引用。

2)raiseSalary方法應(yīng)用于這個對象引用。x和harry同時引用的那個Employee對象的薪金提高了200%。

3)方法結(jié)束后，參數(shù)變量x不再使用。當(dāng)然，對象變量harry繼續(xù)引用那個薪金增至3倍的雇員對象(如圖4-7所示)。

已經(jīng)看到，實現(xiàn)一個改變對象參數(shù)狀態(tài)的方法并不是一件難事。理由很簡單，方法得到的是對象引用的拷貝，對象引用及其他的拷貝同時引用同一個對象。

很多程序設(shè)計語言(特別是，C++和Pascal)提供了兩種參數(shù)傳遞的方式：值調(diào)用和引用調(diào)用。有些程序員認(rèn)為Java 程序設(shè)計語言對對象采用的是引用調(diào)用，實際上，這種理解是不對的。

由于這種誤解具有一定的普遍性，所以下面給出一個反例，來詳細(xì)地闡述一下這個問題。

首先，編寫一個交換兩個雇員對象的方法：

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

如果Java程序設(shè)計語言對對象采用的是引用調(diào)用的話，這個方法應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)交換數(shù)據(jù)的效果：

Employee a = new Employee("Alice", . . .);

Employee b = new Employee("Bob", . . .);

swap(a, b);

// does a now refer to Bob, b to Alice?

但是，方法并沒有改變存儲在變量a和b中的對象引用。swap方法的參數(shù)x和y被初始化為兩個對象引用的拷貝，這個方法交換的是這兩個拷貝。

// x refers to Alice, y to Bob

Employee temp = x;

x = y;

y = temp;

// now x refers to Bob, y to Alice

最終，白費力氣。在方法結(jié)束時參數(shù)變量x和y被丟棄了。原來的變量a和b仍然引用這個方法調(diào)用之前所引用的對象(如圖4-8所示)。

這個過程說明：Java 程序設(shè)計語言對對象采用的不是引用調(diào)用，實際上，對象引用進(jìn)行的是值傳遞。

下面總結(jié)一下在Java程序設(shè)計語言中，方法參數(shù)的使用情況：

? 一個方法不能修改一個基本數(shù)據(jù)類型的參數(shù)(即數(shù)值型和布爾型值)。

? 一個方法可以改變一個對象參數(shù)的狀態(tài)。

? 一個方法不能讓對象參數(shù)引用一個新的對象。

例4-4中的程序給出了相應(yīng)的演示。在這個程序中，首先試圖將一個值參數(shù)的值提高兩倍，但沒有成功：

Testing tripleValue:

Before: percent=10.0

End of method: x=30.0

After: percent=10.0

隨后，成功地將一個雇員的薪金提高了兩倍：

Testing tripleSalary:

Before: salary=50000.0

End of method: salary=150000.0

After: salary=150000.0

方法結(jié)束之后，harry引用的對象狀態(tài)發(fā)生了改變。這是因為這個方法可以通過對象引用的拷貝修改所引用的對象狀態(tài)。

最后，程序演示了swap方法的失敗效果：

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，參數(shù)變量x和y被交換了，但是變量a和b沒有受到影響。

例4-4 ParamTest.java

對象構(gòu)造

前面已經(jīng)學(xué)會了編寫簡單的構(gòu)造器，以便對定義的對象進(jìn)行初始化。但是，由于對象構(gòu)造非常重要，所以Java提供了多種機(jī)制來編寫構(gòu)造器。下面將介紹這些內(nèi)容。

重載

從前面可以看到，GregorianCalendar類有多個構(gòu)造器。我們可以使用：

GregorianCalendar today = new GregorianCalendar( );

或者

GregorianCalendar deadline = new GregorianCalendar(2099, Calendar.DECEMBER, 31);

這種能力叫做重載(overloading)。如果多個方法(比如，GregorianCalendar構(gòu)造器方法)有相同的名字、不同的參數(shù)，便產(chǎn)生了重載。編譯器必須挑選出具體執(zhí)行哪個方法，它通過用各個方法給出的參數(shù)類型與特定方法調(diào)用所使用的值類型進(jìn)行匹配來挑選出正確的方法。如果編譯器找不到匹配的參數(shù)，或者找出多個可能的匹配，就會產(chǎn)生編譯時錯誤(這個過程被稱為重載解析(overloading resolution)。)

默認(rèn)域初始化

如果在構(gòu)造器中沒有顯式地給域賦予初值，它就會被自動地賦為默認(rèn)值：數(shù)值為0、布爾值為flase、對象引用為null。然而，只有缺少程序設(shè)計經(jīng)驗的人才會這樣做。確實，如果不明確地對域進(jìn)行初始化，就會影響程序代碼的可讀性。

默認(rèn)構(gòu)造器

所謂默認(rèn)構(gòu)造器是指沒有參數(shù)的構(gòu)造器。例如，Employee類的默認(rèn)構(gòu)造器：

public Employee( ){name = "";salary = 0;hireDay = new Date( );}

如果在編寫一個類時沒有編寫構(gòu)造器，系統(tǒng)就會提供一個默認(rèn)構(gòu)造器。這個默認(rèn)構(gòu)造器將所有的實例域設(shè)置為默認(rèn)值。于是，實例域中的數(shù)值型數(shù)據(jù)設(shè)置為0、布爾型數(shù)據(jù)設(shè)置為false、所有對象變量將設(shè)置為null。

如果類中提供了至少一個構(gòu)造器，但是沒有提供默認(rèn)的構(gòu)造器，那么在構(gòu)造對象時若不提供構(gòu)造參數(shù)就被視為不合法。例如，在例4-2中的Employee類提供了一個簡單的構(gòu)造器：

Employee(String name, double salary, int y, int m, int d)

對于這個類，構(gòu)造默認(rèn)的雇員屬于不合法。也就是，調(diào)用

e = new Employee( );

將會產(chǎn)生錯誤。

顯式域初始化

由于類的構(gòu)造器方法可以重載，所以可以采用多種形式設(shè)置類的實例域的初始狀態(tài)。確保不管怎樣調(diào)用構(gòu)造器，每個實例域都可以被設(shè)置為一個有意義的初值。這是一種很好的設(shè)想。

可以在類的定義中，簡單地將一個值賦給任何域。例如：

在執(zhí)行構(gòu)造器之前，先執(zhí)行賦值。當(dāng)一個類的所有構(gòu)造器都希望將相同的值賦予某個特定的實例域時，這種方式特別有用。

初始值不一定是常量。在下面的例子中，域可以調(diào)用方法來進(jìn)行初始化。仔細(xì)看一下Employee類，其中每個雇員有一個id域。可以使用下列方式進(jìn)行初始化：

參數(shù)名

在編寫很小的構(gòu)造器時(這是十分常見的)，常常在參數(shù)命名上出現(xiàn)錯誤。

通常，參數(shù)用單個字符命名：

然而，這樣做有一個缺陷：只有閱讀代碼才能夠了解參數(shù)n和參數(shù)s的含義。

于是，有些程序員在每個參數(shù)前面加上一個前綴“a”:

這樣很清晰。每一個讀者一眼就能夠看懂參數(shù)的含義。

還一種常用的技巧，它基于這樣的事實：參數(shù)變量用同樣的名字將實例域屏蔽起來。例如，如果將參數(shù)命名為salary，那么salary將引用這個參數(shù)，而不是實例域。但是，可以采用this.salary的形式訪問實例域。回想一下，this指示隱式參數(shù)，也就是被構(gòu)造的對象。下面是一個例子：

調(diào)用另一個構(gòu)造器

關(guān)鍵字this引用方法的隱式參數(shù)。然而，這個關(guān)鍵字還有另外一個含義。

如果構(gòu)造器的第一個語句形如this(...)，那么這個構(gòu)造器將調(diào)用同一個類的另一個構(gòu)造器。下面是一個典型的例子：

當(dāng)調(diào)用new Employee(60000) 時，Employee(double) 構(gòu)造器將調(diào)用Employee(String, double) 構(gòu)造器。

采用這種方式使用this關(guān)鍵字非常有用，這樣對公共的構(gòu)造器代碼部分只編寫一次即可。

初始化塊

前面已經(jīng)講過兩種初始化數(shù)據(jù)域的方法：

? 在構(gòu)造器中設(shè)置值

? 在聲明中賦值

實際上，Java還有第三種機(jī)制，稱為初始化塊。在一個類的聲明中，可以包含多個代碼塊。

只要構(gòu)造類的對象，這些塊就會被執(zhí)行。例如，

在這個例子中，無論使用哪個構(gòu)造器構(gòu)造對象，id域都在對象初始化塊中被初始化。首先運行初始化塊，然后才運行構(gòu)造器的主體部分。

這種機(jī)制不是必須的，也不常見。通常，直接將初始化代碼放置在一個構(gòu)造器的內(nèi)部。

由于初始化數(shù)據(jù)域有多種途徑，所以列出構(gòu)造過程的所有路徑可能相當(dāng)混亂。下面是調(diào)用構(gòu)造器的具體處理步驟：

1)所有數(shù)據(jù)域被初始化為默認(rèn)值(0、false或null)。

2)按照在類聲明中出現(xiàn)的次序依次執(zhí)行所有域初始化語句和初始化塊。

3)如果構(gòu)造器第一行調(diào)用了第二個構(gòu)造器，則執(zhí)行第二個構(gòu)造器主體。

4)執(zhí)行這個構(gòu)造器的主體。

當(dāng)然，應(yīng)該精心地組織好初始化代碼，這樣有利于其他程序員的理解。例如，如果讓類的構(gòu)造器行為依賴于數(shù)據(jù)域聲明的順序，就會顯得很奇怪并且容易引起錯誤。

可以通過提供一個初始化值，或者使用一個靜態(tài)的初始化塊來對靜態(tài)域進(jìn)行初始化。前面已經(jīng)介紹過第一種機(jī)制：

static int nextId = 1;

如果對類的靜態(tài)域進(jìn)行初始化的代碼比較復(fù)雜，就可以使用靜態(tài)的初始化塊。

將代碼放置在一個塊中，并標(biāo)記關(guān)鍵字static。下面是一個例子。其功能是將雇員ID的起始值賦予一個小于10 000的隨機(jī)整數(shù)。

在類第一次加載的時候，將會進(jìn)行靜態(tài)域的初始化。與實例域一樣，靜態(tài)域的默認(rèn)初值是 0、false或null，除非將它們顯式設(shè)置成其他值。所有的靜態(tài)初始化語句以及靜態(tài)初始化塊都將按照類定義中出現(xiàn)的順序執(zhí)行。

例4-5 ConstructorTest.java

java.util.Random 1.0

? Random( )

構(gòu)造一個新的隨機(jī)數(shù)生成器。

? int nextInt(int n) 1.2

返回一個0～n－1之間的隨機(jī)數(shù)。

對象析構(gòu)與finalize方法

有些面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言，特別是C++，有顯式的析構(gòu)器方法，其中放置一些當(dāng)對象不再使用時所需要用到的清理代碼。在析構(gòu)器中，最常見的操作是回收分配給對象的存儲空間。

由于Java有自動的垃圾回收器，不需要人工回收內(nèi)存，所以Java不支持析構(gòu)器。

當(dāng)然，某些對象使用了內(nèi)存之外的其他資源，如文件或使用了系統(tǒng)資源的另一個對象的句柄。在這種情況下，當(dāng)資源不再需要的時候，將其回收和再利用十分重要。

可以為任何一個類添加finalize方法。finalize方法將在垃圾回收器清除對象之前被調(diào)用。在實際應(yīng)用中，不要使用finalize方法回收任何短缺的資源，這是因為很難知道這個方法什么時候才能夠被調(diào)用。

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總結(jié)

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