函数参数的传值和传指针有什么区别?

前言

我们可能听过C语言中的传值和传指针,在其他语言中,也有传引用一说,那么他们到底有什么区别呢?如果你还不能准确地分辨,就该好好了解一下了。

传值

我们在初学C语言的时候就被老师教过,下面的方式是无法交换a和b的值的:

#include<stdio.h>
void swap(int a,int b)
{
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
    printf("swap a = %d,b = %d\n",a,b);
}
int main(void)
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    printf("before swap:a = %d,b = %d\n",a,b);
    swap(a,b);
    printf("after  swap:a = %d,b = %d\n",a,b);
    return 0;
}

运行结果如下:

before swap:a = 10,b = 20                                                                                                                                                                   
internal swap a = 20,b = 10                                                                                                                                                                 
after  swap:a = 10,b = 20 

可以看到,a和b的值最终并没有被交换。开始时a,b的值为10,20,而最终还是同样的值。

为什么呢?因为函数参数在传递的时候,都是传原数据的副本,也就是说,swap内部使用的a和b只是最初始a和b的一个副本而已,所以无论在swap函数内部对a和b做任何改变,都不会影响初始的a和b的值。

正因如此,我们常常被告知,不要把直接把结构体直接作为参数,这样效率会很低。由于结构体本身占用字节数较大,如果直接作为参数,那么将会产生一个较大的”副本“,如此一来,效率也就很低了。

我们再结合下面的图来理解:

值传递

首先图中方框中的上部分a和b代表了main函数中的a和b,即原始数据,而方框中的下部分a和b代表了函数的参数a和b,即原始数据的“副本”。(后面的图都是如此,上部分代表原始值,下部分代表函数参数值)。

调用swap函数前后的情形如下:

调用swap前后

由于在swap中永远只是对a和b的副本进行操作,因此完全不影响原始的a和b的值。最终也不可能达到交换a和b的值的目的。

传指针

那么为解决上面的问题,我们知道,需要传指针。其代码如下:

#include<stdio.h>
void swap(int *a,int *b)
{
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
    printf("swap a = %d,b = %d\n",*a,*b);
}
int main(void)
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    printf("before swap:a = %d,b = %d\n",a,b);
    swap(&a,&b);
    printf("after  swap:a = %d,b = %d\n",a,b);
    return 0;
}

运行结果:

before swap:a = 10,b = 20                                                                                                                                                                   
swap a = 20,b = 10                                                                                                                                                                          
after  swap:a = 20,b = 10 

可以看到在这种情况下,a,b的值才是真正交换了。

为什么又有传值,又有传指针

看到这里,不知道你是否会疑惑,为什么给函数传递参数的时候,一会是传值,一会是传指针呢?为什么传指针就能改变参数的值呢?实际上,C语言里,参数传递都是值传递!也就是说,你认为的传指针也是传值,只不过它的值是指针类型罢了。

我们再通过图来理解前面为什么传指针就可以交换a,b的值:

从图中可以看出,虽然传递给函数的是指向a和b的指针的副本,但是它的副本同样也是指向a和b,因此虽然不能改变指针的指向,但是能改变参数a和b指向的内容,即改变原始a和b的值

再看传指针

如果是为指针p申请一段内存,下面的代码能达到目的吗?

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void getMemery(int *p)
{
    /*申请1024个int大小*/
    p = malloc(sizeof(int)*1024);
    if(NULL == p)
    {
        printf("malloc failed\n");
        p = NULL;
    }
}
int main(void)
{
    int *p = NULL;
    getMemery(p);
    printf("address of p is %p\n",p);
    return 0;
}

通过前面的内容分析,肯定是达不到预期效果的。 运行结果:

address of p is (nil)

这是为什么呢?我们还是利用前面所知来分析,由于传递给getMemory函数的参数都是一个副本,因此函数内的p也是外部p的一个副本,因此即便在函数内部,将p指向了一块新申请的内存,仍然不会改变外面p的值,即p还是指向NULL。

getMemory

如何修改呢?我们需要传入p的地址,即指向int类型指针的指针。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void getMemery(int **p)
{
    /*申请1024个int大小*/
    *p = malloc(sizeof(int)*1024);
    if(NULL == *p)
    {
        printf("malloc failed\n");
        *p = NULL;
    }
}
int main(void)
{
    int *p = NULL;
    getMemery(&p);
    printf("address of p is %p\n",p);
    free(p);
    p = NULL;
    return 0;
}

运行结果如下:

address of p is 0x144f010

从运行结果可以看到,p的值被改变了,而不再是初始的NULL。

可配合下面的图进行理解:

getMemory

总结

本文总结如下:

  • 函数的参数都是原数据的“副本”,因此在函数内无法改变原数据
  • 函数中参数都是传值,传指针本质上也是传值
  • 如果想要改变入参内容,则需要传该入参的地址(指针和引用都是类似的作用),通过解引用修改其指向的内容
  • 以上结论不限于C语言

思考

  • 如何实现不借助第三个变量,交换两个整数的值?
  • 结合本文,理解C++/Java中所谓的传引用

原文发布于微信公众号 - 编程珠玑(shouwangxiansheng)

原文发表时间:2019-06-21

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