【问题标题】：Pass by reference in Pascal在 Pascal 中通过引用传递
【发布时间】：2019-07-03 10:31:43
【问题描述】：

我不确定我是否正确理解 Pascal 中的引用传递是如何工作的。它是像在 C++ 中那样创建别名 (https://isocpp.org/wiki/faq/references)，还是像在 C 中那样工作，并且过程获取指向变量的指针并使用该指针。

我想我可以将我的问题表述为：Pascal 是否支持真正的引用传递，还是通过调用共享来完成。

例如 FreePascal 引用状态，该过程获取一个指针 (https://www.freepascal.org/docs-html/current/ref/refsu65.html)，但根据 https://swinbrain.ict.swin.edu.au/wiki/Pass_by_Value_vs._Pass_by_Reference#Conclusion 和例如 https://cgi.csc.liv.ac.uk/~frans/OldLectures/2CS45/paramPassing/paramPassing.html#callByReference 在 Pascal 中的引用传递与在 C 中的工作方式不同（其中传递指针）。

如果有人能解释一下差异或按引用传递的含义如何变化（在现代语言中，我们说按引用传递，但实际上它们是按值传递，例如 Java）。那么 pass by reference 的本义是什么，它是如何工作的呢？那么在 Pascal 中是怎样的呢？

非常感谢。

【问题讨论】：

实际上并没有太大区别，在pascal中你可以使用“var”关键字来传递地址。如果它说不支持，您必须自己构建指针，您也可以在 pascal 中执行此操作。在所有情况下，过程都会获得指向变量的指针。
按引用传递的工作方式与在 C 中的工作方式不同，但它具有不同的语法。它在各个地方都有解释，但请尝试我关于指针和引用的文章，Addressing pointers。
FWIW，Java 总是按值传递。但它也将references（看起来不像指针的指针）传递给按值的类。在那里，字符串或数组之类的东西也是类，所以可以解决。
@Mike：假设你在对我说：我的意思是对类实例的引用，是的。在 Java 中没有任何东西通过引用传递。引用类型也按值传递。引用类型是对非原始对象的引用。所以非基元不通过引用传递；对非基元的引用按值传递。大不同。
@Mike：支持我所说的许多参考资料中的两个：journaldev.com/3884/… 和 stackoverflow.com/a/40523/95954。再说一遍：Java 总是按值传递。这显然让初学者感到困惑。

标签： parameter-passing pass-by-reference pascal

【解决方案1】：

比（非常好的）其他答案更简单。

它的工作方式是否与 C 中的类似，并且该过程获取一个指向变量的指针并使用该指针。

是的，这就是幕后发生的事情。该过程实际上得到了一个指向变量的指针，一个地址。但是编译器知道这一点，使它变得透明。因此，在声明参数“a”的过程中，声明：

a := a div 2;

可以用两种不同的方式编译。如果a参数被正常声明，即传值，语句编译如下：

1 - 加载地址“a”处的值
2 - 整数除以二
3 - 将结果存储在地址“a”

如果参数被声明为var，意味着通过引用传递，编译器会这样做：

1 - 在地址“a”处加载值
2 - 在刚刚加载的地址处加载值（这是一个指针解引用）
3 - 划分
4 - 存储回来

如果源码是的话，上面四个语句正是C编译出来的：

*a = *a / 2;

我想我可以将我的问题表述为：Pascal 是否支持真正的通过引用传递...？

答案是肯定的，真正的通过引用传递，没有多少语言能做到这一点如此出色和干净。调用过程的源代码不会改变，无论过程是通过“引用”还是“按值”调用的。与 C 不同，编译器知道如何传递形式参数，再次隐藏细节。例如，调用一个需要按值传递参数的过程：

myproc(a);  // pascal and C are identical

如果过程期望通过引用传递，情况会有所不同：

myproc(a);  // pascal: identical to before

myproc(&a); // C: the language does not hide anything

关于最后一点，有人认为 C 是最好的，因为它迫使程序员知道传递的变量可以被过程（函数）修改。相反，我认为 pascal 更优雅，程序员应该知道该过程会做什么。

所有这些都是针对“简单”类型的。如果我们谈论字符串（现代帕斯卡有两种风格），那是一样的——在帕斯卡里。编译器复制，增加引用计数，做任何需要完全支持按值或按引用传递的事情。 C 语言没有类似的东西。

如果我们谈论类，事情是不同的，但它们必须因为类的语义而有所不同。

我希望对另一个完整的答案有所补充。

【讨论】：

或多或少； “如果源代码为：*a = *a / 2;，则上述四个语句正是 C 编译的内容。”。我认为它会变成shr [a],1或sar [a],1。
@RudyVelthuis 是的，但这更难理解。无论如何，如果我们降级到硬件，shr [a],1 又是 load-load-divide-store。
@linuxfan 非常感谢您的回答，它也很有帮助 :) 希望您不介意我选择了 Rudy 的答案，因为我觉得它更完整。
@pjSonic 没问题，我是第一个说我只是在一个非常好的答案中添加一些东西的人。

【解决方案2】：

通过引用传递

在 Delphi 中，通过引用传递（使用 var 或 out）意味着传递一个指针。但请注意，语义“按值传递”或“按引用传递”与实际传递是有区别的。

var 或 out

与 C 的区别不在于实际的传递（通过指针），而在于这些关键字的含义。 Var 只是通过引用传递。 Out 以不同的方式处理某些托管类型，因为使用 out，您告诉编译器输入值不能保证被初始化。否则，它们在技术上是相同的（但在语义上不同）：传递（IOW，指向）原始值的地址。

语义实际传递

语义

按值传递的语义是例程获取原始值的本地副本，并且例程可以（如果允许）更改它而不影响原版的。这些更改适用于本地副本，并在例程结束时消失。
通过引用传递的语义是您正在访问（并且可能修改）原始文件。

实际低级通过可能不同

但出于优化的原因，实际生成的代码可能会有所不同。尤其是较大的结构（大小取决于版本和平台——这在某处有文档并随着时间的推移而变化）通常通过引用（作为指针）传递，即使语义说按值传递。在例程的序言（在第一个begin 之前运行的隐藏代码）中，这些结构随后被复制到例程的本地框架中。 请注意，并非所有调用约定都这样做。有时会在调用之前对参数堆栈进行完整复制，并且不传递指针。

由于您仍然有一个本地副本，并且不修改原始副本，因此这仍然被视为按值传递，就像您声明的那样。所有技术内容对用户来说都是透明的，因此差异仅在较低级别。这仅在您编写汇编程序或必须在 CPU 窗口中读取生成的代码时才重要。

常量

如果一个值参数被声明为const，那么原件无论如何都不会被修改，因此可以省略将一个大结构复制到本地框架，并且可以通过引用（指针）访问（只读）值，即使语义是按值传递。在这种情况下，小值总是按值传递（在寄存器或堆栈中）。

虽然将const var 用作参数修饰符没有意义（某些东西要么是常量，要么是变量，但不是两者兼有），你仍然可以通过使用@ 来强制const 参数的引用传递987654326@修饰符属性：const [ref] X: Integer或[ref] const X: Integer。整数通常按值传递（在寄存器或堆栈中，取决于调用约定和平台）。

引用类型

请注意，如果您按值传递引用类型（例如对象、动态数组等），按值传递语义仅适用于引用本身，即您将获得一份副本，您可以修改参考而不影响原件。

但是：这些引用所指向的项目（对象、数组等）可以修改。只有 references 本身是本地副本，而不是它们指向的内容。因此，如果您在按值传递的对象引用上调用方法，那么该对象（在堆上）可能会被修改！这不是因为按值传递或按常量传递不能正常工作，而是因为引用是什么。

结论

按值传递意味着制作了原件的副本，并且可以在本地修改该副本。
通过引用传递意味着传递了对原始文件的引用（指针），并且任何修改都会修改原始文件。
在底层，技术上，在按值传递语义中，指针毕竟可以传递。如有必要，会制作原件的副本，因此原件根本不会被修改。
按值传递引用类型，甚至像 const 一样不表示它们指向的原始（堆）项不会被修改。没有类似 C++ 的 const 概念可以防止这种情况发生。

关于引用和指针的更多信息可以在我的（非常受欢迎的）文章Addressing pointers中找到。