جافا دائماً Passing by Value

طريقة تمرير المتغيرات في جافا Java

من المفاهيم الأساسية في مفهوم الدوال Functions/Methods في لغات البرمجة هو تمرير المتغيرات أو المعاملات للدوال Parameter Passing، وبشكل عام هناك طريقتين للتمرير المعاملات الأولى هي التمرير بالقيمة Pass by Value والثانية هي Pass by Reference.

هذه المقالة جزء من سلسلة كيف تحترف لغة الجافا وهي موجهة لأي مطور OOP ويستخدم لغة الجافا

الإسلوب الصحيح لكتابه Utility Classes
هل مللت من دالة البناء Constructor ؟
استخدام ال Builder Pattern في دالة البناء
لا تستخدم Public الا وقت الحاجة
كيف تصمم الPackages جيداً في تطبيقات جافا
جافا دائماً Passing by Value (المقال الحالي)
نظرة حول الدالة Equals
خارطة طريق لتعلم الجافا

الفرق بين التمرير بالقيمة By Value والتمرير بالمؤشر By Reference

عند استخدام النوع الأول Pass by Value سوف يتم نسخ القيمة من المتغير أو الكائن المرسل الى المعامل الموجود في الدالة التي تم استدعائها ، وأي تغيير يتم اجرائه على هذا المعامل فلن يتأثر المتغير الأول والسبب أنه تم تمرير القيمة فقط .

أما عند استخدام النوع الثاني Pass by Reference فسوف يتم ارسال عنوان Pointer/Reference المتغير أو الكائن الى المعامل الموجود في الدالة ، وسوف يكون هذا المعامل يؤشر للمتغير أو الكائن وبالتالي أي تغيير يتم اجرائه على المعامل سوف يتغير المتغير أو الكائن تبعا لذلك ، لأنهم الإثنين يؤشران لنفس المنطقة في الذاكرة .

تقريبا أي مبرمج ولو حتى مبتدئ يعرف هذا الكلام بشكل جيد ، ولكن هناك فهم غير دقيق misconception خاصه عند خلط الحديث بين التمرير في لغه مثل سي/سي++ مع الجافا ، ومصدر هذه المشكلة هو أنه في لغه سي++ يمكنك تنشيء كائن object يوجد في المكدس Stack أو يمكنك أنشاء الكائن في الHeap وتتعامل معه من خلال Pointer أو Reference . بينما في الجافا دائما الكائنات تتواجد في ال Heap وتتعامل معها من خلال الReference.

مثال :

// in C++ 
Student st("Ahmed",15,80); // this object created in stack 
Student* st2 = new Student("Ahmed",15,80); // this object created in heap

// in Java 
Student st3 = new Student("ahmed",15,80); // this object created in heap

بالنظر الى المثال السابق سنجد في مثال سي++ أن st يسمى كائن Object وst2 يسمى مؤشر لكائن Pointer to Object ، بينما في مثال الجافا فإن الst3 يسمى Reference to Object حيث أن الكائن موجود في الذاكرة Heap و st3 هو مجرد مؤشر لتلك المنطقة .

نأتي الأن لموضوع التمرير Passing ، ففي لغات سي\سي++ فهي تسمح بأن يتم ارسال المتغير أو الكائن من خلال طريقتين Value or Reference ، بينما في الجافا يتم دائما الإرسال بالقيمة سواء لمتغير أو لReference to Object .

بالتالي وبسبب هذا النوع من التمرير فإنه:

لا يمكن أن تغير الدالة قيمة أي primitive مرسل .
تستطيع الدالة تغيير أحد المتغيرات الموجودة في الكائن المرسل (أقصد المؤشر للكائن المرسل) .
لا تستطيع الدالة تغيير المؤشر المرسل وجعله يؤشر لكائن أخر .

الأمثله التالية خير برهان للنقاط أعلاه ،، والمثال الأول سوف يثبت صحة النقطة الأولى

لا يمكن أن تغير الدالة قيمة أي primitive مرسل

 // Test Passing primitive varaible in Java

 public class TestPassing { 
     public static void main (String[] args) { 
         int x = 4 ; 
         System.out.println("Before Calling ChangeX x = " + x ); 
         ChangeX(x); 
         System.out.println("After Calling ChangeX x = " + x ); 
     }

     public static void ChangeX (int x ) { 
         x = x * 2 ; 
         System.out.println("in ChangeX x = " + x ); 
     } 
 }

وكما هو واضح من المخرج التالي :

فإن قيمة x لم تتغير بعد استدعاء دالة التغيير ، وهكذا تم اثبات النقطة الأولى .

تستطيع الدالة تغيير أحد المتغيرات الموجودة في الكائن المرسل (أقصد المؤشر للكائن المرسل)

 // Test Change Object state through object reference

 public class TestPassing2 { 
     public static void main (String[] args) { 
         Student st = new Student("Ahmed",20); 
         System.out.println("Before Call ChangeStudent st : " + st); 
         ChangeStudent(st); 
         System.out.println("Before Call ChangeStudent st : " + st); 
     }

     private static void ChangeStudent (Student st ) { st.setAge(100); 
          System.out.println("in ChangeStudent st : " + st); 
     } 
 }

 class Student { 
     public Student (String name , int age) { 
         this.name = name ; this.age = age; 
      }

     public void setAge (int age) { this.age = age ; }

     public String toString () { return String.format(name + " , " + age) ; }

     private String name ; 
     private int age ; 
 }

وكما هو واضح من المخرج التالي:

لا تستطيع الدالة تغيير المؤشر المرسل وجعله يؤشر لكائن أخر (مصدر الخلل)

 // Test Swap reference and varaible

 public class TestPassing3 { 
     public static void main (String[] args ) { 
         int x = 5 , y = 10 ; 
         System.out.println("Before Calling SwapVar : x = " + x + " y = " + y ); 
         SwapVar(x,y); 
         System.out.println("After Calling SwapVar : x = " + x + " y = " + y );

         System.out.println("\n\n");

         Student s1 = new Student("Ahmed",10); 
         Student s2 = new Student("Ali",20); 
         System.out.println("Befor Calling SwapReference : " + s1 + " " + s2); 
         SwapReference(s1,s2); 
         System.out.println("After Calling SwapReference : " + s1 + " " + s2); 
     }

     public static void SwapVar (int x ,int y) { 
         int tmp = x ; 
         x = y; 
         y = tmp; 
         System.out.println("in SwapVar : x = " + x + " y = " + y ); 
     }

     public static void SwapReference (Student st1 , Student st2 ) { 
         Student tmp = st1 ; 
         st1 = st2 ; 
         st2 = tmp ; 
         System.out.println("in SwapReference : " + st1 + " " + st2); 
     } 
 }

 class Student { 
     public Student (String name , int age) { 
         this.name = name ; this.age = age; 
     }

     public void setAge (int age) { this.age = age ; }

     public String toString () { return String.format(name + " , " + age) ; }

     private String name ; 
     private int age ; 
 }

وكما هو واضح من المخرج التالي :

فأنه لا يمكن عمل swap بين المتغيرات والسبب أننا من الأساس لا يمكن تغيير قيمة أي Primitive type (النقطة الأولى) ، بالنسبة للSwap الثانية بين الكائنات فالذي حصل هو أنه تم تمرير عنواين الكائنات بالقيمة pass by value للدالة swapReference ، وبعدها تم تغيير قيم المعاملات وجعل كل منها يؤشر للأخر ولكن هذا لن يؤثر في المؤشرات في الدالة main والسبب أنه تم ارساله العنواين بالقيمة .

ومن هنا كانت العبارة