按值结果或其他方式调用

Question

在编程语言课程中，我的教授举了一个例子。

假设如下代码：

int x=initialization();
Thread T1=new computethread(x);
Thread t2=new evaluatethread(x);
...
...
Thread t100=new evaluatethread(x);

线程t1到t100需要变量x的初始值进行计算，t1需要更改x，computethread、evaluatethread的参数传递是首选？

我的教授说：

1) call by value result

2) call by ref

首选将x发送到computethread，evaluatethread，为什么按结果调用或按名称调用或此顺序如2）按值结果调用，1）按引用调用不是首选？ 为什么他认为这些更好？

Answer 1

Java中只有一种的传输方式：传值。

像 int 这样的基元。 double、boolean 很明显：值被传递。

堆上的对象也是如此，但按值传递的东西是对该对象的引用。对象本身在堆上，而不是在栈帧上。 Java 中没有像 C++ 那样的内置复制机制。

您无法更改引用的值，但如果它所指向的对象暴露了可变数据，则您可以修改它的状态。

Answer 2

我认为您的教授可能使用看起来像 Java 的语法作为示例，但正如其他人所指出的，Java 仅支持按值传递。但是，如果我们讨论的是一种语法极其相似的假设语言，那么 pass-by-value-result 描述了所需的语义......

在传值结果下，对参数的修改只有在函数完成后才会提交。在函数完成之前，只对本地副本进行修改。

进一步说明，pass-by-value-result大致相当于按值提供所有输入参数，并返回一个封装了所有参数更新值的对象。调用函数后，调用者中的变量会被赋予这些更新后的值。相比之下，在按值传递中，更新的值被忽略并丢弃，而在按引用传递中，更新立即分配回原始源。所以，为了更具体一点，让我们考虑这个例子：

add(x, value):
  print 'Called with: ' + x
  x = x + value
  print 'Modified x: ' + x

main():
  x = 0
  add(x, 3)
  add(x, 2)
  print 'Caller x: ' + x

在按值传递下，这将打印：

Called with 0
Modified x: 3
Called with 0
Modified x: 2
Caller x: 0

... 因为参数是“add”中的一个副本，并且对该副本的更新不会传播回调用者。在 pass-by-value-result 下，此示例的输出将是：

Called with 0
Modified x: 0
Called with 3
Modified x: 3
Caller x: 5

...因为，“add”函数传递了“x”的不可变副本，并且写入“x”仅在函数退出后传播（因此，在“add”中，后续尝试读取该值给出原始值而不是修改后的值）。但是，在函数完成后，分配的值将返回/提交给原始变量。相比之下，按引用传递会输出：

Called with 0
Modified x: 3
Called with 3
Modified x: 5
Caller x: 5

...因为传递引用将变量“x”的内存地址传递给“add”函数，“add”函数立即将修改写回该位置。

Answer 3

如果我做出的假设是正确的，我认为这很可能并且忽略了与 IMO 问题无关的语言。

期望的行为是让一个线程修改x，另外还有 99 个线程只对其初始值执行一些计算。

请记住，线程共享相同的地址空间。因此，为了避免线程之间的干扰，您希望它们对参数的本地副本进行操作。所以引用调用是没有问题的（下面提到了一个“特殊”情况）。

现在因为evaluatethreads 不需要返回任何东西，所以他们可以使用按值调用。 computethread需要修改值，所以需要call-by-value-return。

另请注意，排除干扰的所有变体也是有效的。例如，如果你pass-by-reference 只对t1，那很好，因为没有其他线程会直接接触x。但这只有在您可以保证它是唯一线程的情况下才可以。一般来说，我不会称其为安全假设。

按名称调用不好，因为如果computethread 在evaluatethread 需要它的值之前修改x，则初始化后它不会得到x，而是更新后的。