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Cangjie 中的值类型与引用类型

news 来源：原创 2025/6/2 13:02:59

1. 值类型和引用类型

1.1 值的存储方式

所有变量在底层实现中，都会关联一个具体的“值”，这个值可能存储在内存地址或寄存器中。

寄存器用于优化常用变量的访问速度。
只有局部、小、频繁使用的变量才更可能被分配到寄存器中。
实际行为由编译器根据上下文和优化策略决定。

对于值变量而言，这个关联的值本身就是数据的直接表示。例如，一个 Int64 类型的变量 let x = 5 ，其关联的值 5 直接存储在变量的内存空间中，而非指向其他位置。

对于引用变量而言，其关联的值是一个对对象的引用，该引用通常表现为对象在堆内存中的地址。变量本身并不包含对象的实际数据，而是通过这个引用间接访问对象的内容。

在 Cangjie 语言中，class 和 Array / ArrayList / HashMap 等 collection 类型属于引用类型，struct 和 Int64 / String 等基础类型属于值类型。

1.2 let 在值类型与引用类型中的行为差异

引用类型和值类型这种分类，直接影响了变量声明（var 或 let）与方法调用的规则。

“let 与 var，分别对应不可变和可变属性，可变性决定了变量被初始化后其值还能否改变，仓颉变量也由此分为不可变变量和可变变量两类。”

值类型特性：struct 实例的变量在声明为 let 时是完全不可变的，包括其内部的字段；若需修改 struct 实例的状态，则需使用 var 声明变量，var d = Data()。

引用类型特性：引用类型实例的变量是引用（类似指针），let 声明仅禁止重新赋值引用本身，但允许通过引用修改对象内部状态。

let struct 与 let class 类似于 C++ 中常量指针常量（const T * const）和指针常量（T * const）的区别 —— 前者指向、指向的内容均不可变，后者指向不可变、指向的内容可变。

这也是为什么即使将 ArrayList 声明为 let，依然可以向其中添加元素，因为 let 仅阻止对该引用本身的重新赋值，而不影响通过该引用修改对象内部状态；

同样地，let it = list.iterator() 可以在遍历时通过 while (let Some(val) <- it.next()) 不断获取下一个元素，是因为迭代器对象的状态变更属于其内部行为，并不受引用本身不可变性的限制。

2. 复制和传参的机制

2.1 复制行为解析

值类型变量的赋值或传参会触发深拷贝，即完整复制变量的相关数据，原始实例与副本状态隔离；

引用类型变量的复制或传参会复制引用（而非对象本身）。

Cangjie 值类型（struct）和引用类型（class）的复制均不会触发构造函数：

struct 在赋值或传参时，直接复制内存数据，不会调用构造函数、重新初始化成员变量。

在这里插入图片描述

let d2= d1 的行为并不会调用 init(D: Data) 构造函数。因为 Cangjie 中结构体(struct)是值类型，赋值操作会直接复制内存中的数据，而不是通过构造函数进行初始化。
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如果 Cangjie 在赋值时真的使用了自定义的拷贝构造函数(如 init(D: Data))，则会导致无限递归的问题:因为拷贝构造函数本身在初始化新对象时又会触发一次赋值，进而再次调用拷贝构造函数，形成循环。
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因此，这种“反向验证”说明 Cangjie 在底层对值类型的赋值操作采用的是直接内存复制的方式，而不是依赖用户定义的构造函数。