Scala从零开始：函数参数的传名调用（call-by-name）和传值调用（call-by-value）

引言

Scala的解释器在解析函数参数(function arguments)时有两种方式：先计算参数表达式的值(reduce the arguments)，再应用到函数内部；或者是将未计算的参数表达式直接应用到函数内部。前者叫做传值调用（call-by-value），后者叫做传名调用（call-by-name）。

package com.doggie

object Add {
def addByName(a: Int, b: => Int) = a + b
def addByValue(a: Int, b: Int) = a + b
}

addByName是传名调用，addByValue是传值调用。语法上可以看出，使用传名调用时，在参数名称和参数类型中间有一个=》符号。

以a为2，b为2 + 2为例，他们在Scala解释器进行参数规约（reduction）时的顺序分别是这样的：

 

addByName(2, 2 + 2)
->2 + (2 + 2)
->2 + 4
->6

addByValue(2, 2 + 2)
->addByValue(2, 4)
->2 + 4
->6

可以看出，在进入函数内部前，传值调用方式就已经将参数表达式的值计算完毕，而传名调用是在函数内部进行参数表达式的值计算的。

这就造成了一种现象，每次使用传名调用时，解释器都会计算一次表达式的值。对于有副作用(side-effect)的参数来说，这无疑造成了两种调用方式结果的不同。

酒鬼喝酒

举一个例子，假设有一只酒鬼，他最初有十元钱，每天喝酒都会花掉一元钱。设他有一个技能是数自己的钱，返回每天他口袋里钱的最新数目。

代码如下：

package com.doggie

object Drunkard {
//最开始拥有的软妹币
var money = 10
//每天喝掉一个软妹币
def drink: Unit = {
money -= 1
}
//数钱时要算上被喝掉的软妹币
def count: Int = {
drink
money
}
//每天都数钱
def printByName(x: => Int): Unit = {
for(i <- 0 until 5)
println("每天算一算，酒鬼还剩" + x + "块钱！")
}
//第一天数一下记墙上，以后每天看墙上的余额
def printByValue(x: Int): Unit = {
for(i <- 0 until 5)
println("只算第一天，酒鬼还剩" + x + "块钱！")
}

def main(args: Array[String]) = {
printByName(count)
printByValue(count)
}
}

 

我们使用成员变量money来表示酒鬼剩下的软妹币数量，每次发动drink技能就消耗一枚软妹币，在count中要计算因为drink消费掉的钱。我们定义了两种计算方式，printByName是传名调用，printByValue是传值调用。查看程序输出：

每天算一算，酒鬼还剩9块钱！
每天算一算，酒鬼还剩8块钱！
每天算一算，酒鬼还剩7块钱！
每天算一算，酒鬼还剩6块钱！
每天算一算，酒鬼还剩5块钱！
只算第一天，酒鬼还剩4块钱！
只算第一天，酒鬼还剩4块钱！
只算第一天，酒鬼还剩4块钱！
只算第一天，酒鬼还剩4块钱！
只算第一天，酒鬼还剩4块钱！

可以看到，酒鬼最初5天每天都会数一下口袋里的软妹币(call-by-name)，得到了每天喝酒花钱之后剩下的软妹币数量，钱越来越少，他深感不能再这么堕落下去了。于是想出了一个聪明的方法，在第六天他将口袋里还剩下的余额数写在了墙上，以后每天看一下墙上的数字(call-by-value)，就知道自己还剩多少钱了-___________________-

怎么样，这个酒鬼够不够聪明？

 

两者的比较

传值调用在进入函数体之前就对参数表达式进行了计算，这避免了函数内部多次使用参数时重复计算其值，在一定程度上提高了效率。

但是传名调用的一个优势在于，如果参数在函数体内部没有被使用到，那么它就不用计算参数表达式的值了。在这种情况下，传名调用的效率会高一点。

讲到这里，有些同学不开心了：你这不是耍我么？函数体内部不使用参数，干嘛还要传进去？

别着急，这里有一个例子：

package com.doggie

object WhyAlwaysMe {
var flag: Boolean = true
def useOrNotUse(x: Int, y: => Int) = {
flag match{
case true => x
case false => x + y
}
}
def main(args: Array[String]) =
{
println(useOrNotUse(1, 2))
flag = false
println(useOrNotUse(1, 2))
}
}

 

You got it？

 

参考：

http://stackoverflow.com/questions/13337338/call-by-name-vs-call-by-value-in-scala-clarification-needed

http://www.cnblogs.com/nixil/archive/2012/05/31/2528068.html

http://www.scala-lang.org/docu/files/ScalaByExample.pdf

 

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