为什么程序员说"pass by reference"真的很"passing references by value?"为什么这很重要？

Why do programmers say that "pass by reference" is really "passing references by value?" Why is that important?

本文关键字：为什么 by value references 真的 程序员 pass reference passing      更新时间：2023-10-16

我知道C和C++中通过引用传递的整个概念，以及在Java中仅按值传递的类似概念。但从某种角度来看，一切都是按价值传递的，不是吗？在 C 中，我们将变量的指针传递给函数。所以我们只是将引用的值传递给函数。这就是我们说Java不支持按引用传递的原因，因为我们只是将引用变量的值传递给函数。所以我们按值传递引用。虽然在C++有一种通过引用传递的方法，因为我们可以传递参数，并且该函数将使用这种格式使用相同的内存位置

void swap(int &x, int &y)

但是在 C 中通过指针通过引用传递只是按值传递指针。

void swap(int* x, int* y)

我知道这个问题可能看起来有点愚蠢，但我觉得我的整个概念中有一个很大的漏洞。那么按引用调用的实际定义是什么，这只是另一个上下文中按值调用的别名吗？

通过引用传递意味着被调用函数的参数将与调用方传递的参数相同（不是值，而是标识 - 变量本身）。按值传递意味着被调用函数的参数将是调用方传递的参数的副本。值将相同，但标识 - 变量 - 不同。因此，在一种情况下，被调用函数对参数的更改会更改传递的参数，而在另一种情况下，只是更改被调用函数中参数的值（这只是一个副本）。

C++中的简单示例

#include <iostream>
void by_val(int arg) { arg += 2; }
void by_ref(int&arg) { arg += 2; }
int main()
{
    int x = 0;
    by_val(x); std::cout << x << std::endl;  // prints 0
    by_ref(x); std::cout << x << std::endl;  // prints 2
    int y = 0;
    by_ref(y); std::cout << y << std::endl;  // prints 2
    by_val(y); std::cout << y << std::endl;  // prints 2
}

C++由标准的模错误定义。 C++ 标准没有指定如何实现引用，也没有指定如何将它们传递给函数。 它也没有定义一般的调用约定，也没有定义指针布局、堆栈、堆或无数其他实现细节。

相反，它试图定义C++代码的含义。

引用最终成为其他值的别名。 实现它们的最常见方法是作为底层指针：但由于无法访问该指针值，也无法通过它访问的副作用，这使得编译器很容易完全消除引用的存在，而只是直接使用引用的值。

如果编译器无法执行此操作，它通常会传递指针或等效项。

尽管经常被实现为指针，但它仍然不同，因为与它交互的语义是不同的：它们不能被重新拔插，它们不能被占用它们的地址，并且它们不能被取消初始化（null 或等效）。

当然，这些规则可以通过未定义的行为来打破。

两个要点：

  • 在 C 中没有通过引用调用。
  • 按值传递和按引用传递是不同的。它们不一样。

按值传递：被调用的函数在堆栈中创建一组新的变量，并将参数的值复制到其中。

通过引用传递

：不是将值传递给被调用的函数，而是传递对原始变量的引用/指针。

为什么程序员说"按引用传递

"实际上是"按值传递引用"？

在传递指向原始变量的引用/指针时，实际上对象/地址是按值传递的。因此，您可以说按引用传递是按值传递引用，但这并不意味着按引用传递是按值传递的伪名称。两者之间的区别在这个答案中得到了很好的解释。我正在复制摘录：

如果我告诉你网址，我就是通过引用传递。您可以使用该URL查看我可以看到的同一网页。如果该页面发生更改，我们都会看到更改。如果您删除 URL，您所做的只是销毁对该页面的引用 - 您不会删除实际页面本身。

如果我打印出页面并给你打印输出，我就是通过价值传递。您的页面是原始页面的断开连接的副本。您不会看到任何后续更改，并且您所做的任何更改（例如在打印输出上涂鸦）都不会显示在原始页面上。如果您销毁打印输出，您实际上已经销毁了对象的副本 - 但原始网页保持不变。

如果不给出"引用"的定义，就不能说"按引用传递"实际上是"按值传递引用"。

在 Java 中，该语句为 true（起初大约为真），因为在函数中，您可以更改作为引用的形式参数的值，而无需更改调用中传递的参数的值：

void f(Object param) {
  param = null;
}
void g() {
  Object o = new Object();
  System.out.println(o);
  f(o);
  System.out.printn(o);
}

每个人都知道这两个打印语句将给出完全相同的结果。事实上，在Java中没有通过引用传递，只有可以传递的引用;传递参数的方法只有一种：按值。

在C++，这真的很不同。更改函数内部引用参数的值时，将修改调用中传递的参数：

void f(int &param) {
  param = 0;
}
void g() {
  int i=12;
  cout << i << endl;
  f(i);
  cout << i << endl;
}

每个C++程序员都知道第二次打印将显示 0（而第一次打印为 12）。

因此，在C++中，您不能说"按引用传递"是"按值传递引用"。在C++引用没有价值，它们只是与内存块相关联的名称（标准部分 8.3.2 引用：[ 注意：引用可以被认为是对象的名称。在f()内部只有一个变量有两个名称。当然，您可能会反对大多数引用实现都是隐藏指针C++因此该语句可能是真的;但您应该知道，在许多情况下，可以避免使用隐藏指针来实现引用（标准部分 8.3.2/7 引用。未指定引用是否需要存储）...因此，在C++中，该声明无效。C++实际上有两种传递参数的方式：按值传递和按引用传递参数。

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