如何扩展Java以引入引用传递？

Question

Java是按价值传递的。您如何修改语言以引入引用传递（或某些等效行为）？

以类似的东西为例

public static void main(String[] args) {
    String variable = "'previous String reference'";
    passByReference(ref variable);
    System.out.println(variable); // I want this to print 'new String reference'
}

public static void passByReference(ref String someString) {
    someString = "'new String reference'";
}

哪个（不带ref）编译为以下字节码

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: ldc           #2                  // String 'previous String reference'
       2: astore_1
       3: aload_1
       4: invokestatic  #3                  // Method passByReference:(Ljava/lang/String;)V
       7: return

  public static void passByReference(java.lang.String);
    Code:
       0: ldc           #4                  // String 'new String reference'
       2: astore_0
       3: return

的代码3:将参考从变量加载到堆栈上variable。

我正在考虑的一种可能性是让编译器确定一个方法可以通过引用传递ref，并可能通过来更改该方法以接受一个Holder对象，该对象存储与我们的变量相同的引用。该方法完成后，并可能更改了持有人的引用，则调用方方值的变量将替换为持有人的引用值。

它应该编译为此

public static void main(String[] args) {
    String variable = "'previous String reference'";
    Holder holder = Holder.referenceOf(variable);
    passByReference2(holder);
    variable = (String) holder.getReference(); // I don't think this cast is necessary in bytecode
    System.out.println(variable);
}

public static void passByReference(Holder someString) {
    someString.setReference("'new String reference'");
}

这里Holder可能是这样的

public class Holder {
    Object reference;
    private Holder (Object reference) {
        this.reference = reference;
    }
    public Object getReference() {
        return this.reference;
    }
    public void setReference(Object reference) {
        this.reference = reference;
    }
    public static Holder referenceOf(Object reference) {
        return new Holder(reference);
    }
}

这在哪里会失败，或者您如何改进呢？

Answer 1

要回答您的问题：

这在哪里失败？

1. 最终变量和枚举常量
2. “特殊”参考，例如 this
3. 从方法调用返回的引用，或使用内联构造的引用 new
4. 文字（字符串，整数等）

…还有可能是其他人。基本上，ref仅当参数源是非最终字段或局部变量时，您的关键字才可用。与一起使用时，任何其他来源都应产生编译错误ref。

（1）的示例：

final String s = "final";
passByReference(ref s);  // Should not be possible

（2）的示例：

passByReference(ref this);  // Definitely impossible

（3）的示例：

passByReference(ref toString());  // Definitely impossible
passByReference(ref new String("foo"));  // Definitely impossible

（4）的示例：

passByReference(ref "literal");  // Definitely impossible

然后是赋值表达式，在我看来，这就像一个判断调用：

String s;
passByReference(ref (s="initial"));  // Possible, but does it make sense?

您的语法ref在方法定义和方法调用中都需要关键字也有点奇怪。我认为方法定义就足够了。