C语言编程入门之函数传递指针参数的问题详解
戴懿颢 2019-04-10 来源 : 阅读 255 评论 0

摘要:本文将带你了解C语言编程入门之函数传递指针参数的问题详解,希望本文对大家学C语言有所帮助。

本文将带你了解C语言编程入门之函数传递指针参数的问题详解,希望本文对大家学C语言有所帮助。


C语言编程入门之函数传递指针参数的问题详解



C语言函数传递指针参数的问题

        一个问题是,我们想用一个函数来对函数外的变量v进行操作,比如,我想在函数里稍微改变一下这个变量v的值,我们应该怎么做呢?又或者一个常见的例子,我想利用swap()函数交换两个变量a,b的值,我们应该怎么做呢(好吧,博主是觉得这个问题十分经典)。

如果你真的理解C语言中【函数】这个工具的本质,我想你稍微仔细的思考一下,可能就不会来查看博主的这篇文章,对函数来说,它所传递的任何参数仅仅是原来参数的一个拷贝,所以,对任何企图通过void swap(int a,int b)来交换a,b值或者想通过void alter(int v)来改变v的值,都是徒劳的。

C语言里,改变值只能通过指针(地址)方式进行传递,或许你会说传递数组不是也可以改变值么,实际上,传递数组就是传递指针(或许对数组来说,这个指针有点特别)//注意:C里没有引用,C++里才有

我们先来看一下有趣的swap函数,它用于交换a,b两个变量

code case 1


   

#include <stdio.h>

void swap(int a,int b)

{

    int temp=a;

    a=b;

    b=temp;

}

int main()

{

    int a=4,b=5;

    swap(a,b);

    printf("a = %d ,b = %d\n",a,b);

    return 0;

}</stdio.h>

   

不出意料的,我们会知道这段代码其实并不能得到我们想要的结果,它并不能交换两个变量a,和b,的值,这是为什么?

我们不妨修改这段代码,在main()和swap()里分别打印a和b的地址,看看到底发生了什么;我们修改代码如下:
code case 2

  

#include <stdio.h>

void swap(int a,int b)

{

    printf("address in swap():%p %p\n",&a,&b);

    int temp=a;

    a=b;

    b=temp;

}

int main()

{

    int a=4,b=5;

    printf("address in main():%p %p\n",&a,&b);

    swap(a,b);

    printf("a = %d ,b = %d\n",a,b);

    return 0;

}</stdio.h>

   

它的运行结果为:

  

address in main():0061FF2C 0061FF28

address in swap():0061FF10 0061FF14

a = 4 ,b = 5

   

显然,在两个函数里,它们的地址并不相同,这意味着,它们并不是相同的存储空间,改变swap里的值,实际上仅仅只改变了swap()里面的a和b的值罢了,一旦swap执行完,swap里的a和b的储存空间立即释放掉,对于main()里的a和b,没有半点影响。

那么在C语言里如何才能交换两个变量的值呢?
方法是通过指针传参,看下面的代码
code case 3


   

#include <stdio.h>

void swap(int *a,int *b)

{

    printf("address in swap():%p %p\n",a,b);

    int temp=*a;

    *a=*b;

    *b=temp;

}

int main()

{

    int a=4,b=5;

    printf("address in main():%p %p\n",&a,&b);

    swap(&a,&b);

    printf("a = %d ,b = %d\n",a,b);

    return 0;

}</stdio.h>

   

运行结果为:


   

address in main():0061FF2C 0061FF28

address in swap():0061FF2C 0061FF28

a = 5 ,b = 4

   

这样,就把a,b的值交换了!
等等,我们分析一下它的原理,它究竟做了哪些变化呢,在swap函数里,我们将a和b的地址给了swap函数,作为形参,在swap函数中,a和b是指向两个int 类型的指针,它们接受了main里面a和b的地址,也就是a=&a (in main());b=&b (in main());所以对*a实际上就是对a(in main())操作啦;
那么,聪明的你肯定能想到,在swap()函数里变量a和b的地址肯定和main里a和b的地址是不同的,swap里的a,b的地址是指针的地址(在swap里a,b是指针),而它们的值是在main()里面a和b的地址;
我们不妨打印一下swap里a,b和地址就明白了;
code case 4

 

#include <stdio.h>

void swap(int *a,int *b)

{

    printf("address in swap(),the value of a and b:%p %p\n",a,b);

    printf("address in swap(),the address of a and b:%p %p\n",&a,&b);

    int temp=*a;

    *a=*b;

    *b=temp;

}

int main()

{

    int a=4,b=5;

    printf("address in main(),the address of a and b:%p %p\n",&a,&b);

    swap(&a,&b);

    printf("a = %d ,b = %d\n",a,b);

    return 0;

}</stdio.h>

   

运行结果:

 

address in main(),the address of a and b:0061FF2C 0061FF28

address in swap(),the value of a and b:0061FF2C 0061FF28

address in swap(),the address of a and b:0061FF10 0061FF14

a = 5 ,b = 4

   

通过结果我们知道,在swap里,指针a和b的值和main()里的a和b的地址是一样的,那么对*a进行的各种赋值实际上就是对main()里的a的各种操作,它们代表同一储存空间的的值;但是对swap里的a,和b的地址,和main里的是不一样的,这是显然的,a只是一个容纳&a地址的变量罢了,它是swap里重新分配的一块内存,并且,它的类型和main里的a,b类型完全不同,它是一个指针类型;

用比喻的方法来讲,在多行书架上,每行各自放了一本书,现在我想把a,b这两本书交换一下位置,我想让你帮我交换一下,你要怎么做呢?好了,我告诉你a书在第一行书架上,b在第四行书架上,现在,你可以做了吧,你首先会取出第一行的a书,将其拿出放在左手,然后用右手取出位于第四行的b书,放在第一行上,再将位于左手上的a书放到第四行上,至此,交换完成。
仔细想想,在这个过程中你不就相当于充当了swap这个函数的作用吗?我告诉了你a,b的地址,你真正交换了它

当然,我想探讨的并不是只有这些,在文章一开始,我就引入了这样的话题,我们先看一下这段代码问题:

  

#include <stdio.h>

#include <malloc.h>

typedef struct LNode

{

    int data;

    struct LNode *next;

}LNode;

void InitLinkList(LNode *L)

{

    L=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));

    L->data=0;

    L->next=NULL;

}

int main()

{

    LNode *L=NULL;

    InitLinkList(L);

    printf("%p\n",L);

    return 0;

}</malloc.h></stdio.h>

   

问:该代码能否正确初始化一个链表头结点?
我想,如果你能正确理解前面的几个例子,那么,你的答案一定回答的是NO,该InitLinkList并不能真正初始化一个链表头结点,在函数里我们的确是给L分配了内存,初始化了结点,但是,InitLinkList()里的L并不是main()里的L,虽然名称是一样的,但是InitLinks()的L是局部的(所以,其实你写成a,b,c,d都没关系),传进来的只是一个LNode*副本,这个副本和外面的L的内容是一样的,但是变量不是同一个,当这个子函数执行完后,main()里的L还是原来的L。
(注意!在InitLinkList函数中通过malloc分配的内存是通过堆来划分的,这意味着函数调用完毕后,内存不能自动释放,将会造成内存泄漏,并且,此代码中malloc申请的内存是悬浮的)

但是,在大多数时候,我们却的确是需要这样一个函数来为我们做这些事情,那么,应该怎么修改呢?
修改代码如下


   

#include <stdio.h>

#include <malloc.h>

typedef struct LNode

{

    int data;

    struct LNode *next;

}LNode;

LNode * InitLinkList(LNode *L)

{

    L=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));

    L->data=0;

    L->next=NULL;

    return L;

}

int main()

{

    LNode *L=NULL;

    L=InitLinkList(L);

    printf("%p\n",L);

    return 0;

}</malloc.h></stdio.h>

   

运行结果

  

006D1588

   

改过后的InitLinkList初始化了头结点,并把生成节点的地址传递给上一层的main中的L,所以得到了正确的结果
(实际上,写成InitLinkList(LNode *L)可能不是一种必要的方式,完全可以写成void,这两者是等价的)

对比交换a,b值那样,我们也可以这样改


   

#include <stdio.h>

#include <malloc.h>

typedef struct LNode

{

    int data;

    struct LNode *next;

}LNode;

void InitLinkList(LNode **L)

{

    (*L)=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));

    (*L)->data=0;

    (*L)->next=NULL;

}

int main()

{

    LNode *L=NULL;

    InitLinkList(&L);

    printf("%p\n",L);

    return 0;

}</malloc.h></stdio.h>

   

运行结果


006B1588

   

(注:采用此种方式是及其复杂的,因为这是一个二级指针,会增加理解难度,所幸的是,c++中的引用,可以避免这个问题)

想一下,为什么,
在swap(int *a,int *b)中,a,b是指针变量,它们自身有个地址&a,&b,a,b的内容是存放传递过来的变量地址(也即是main()里a,b的地址),用*a和*b就是取当前所存放地址的值,也就是说,a,b指向main里a,b的内存块地址,*a和*b相当于是直接对main()里的a,b其操作,所以能到达交换(改变值)的目的是显然的。
在这里main里的L是一个指针类型,本身就指向某块内存,而L这个变量的地址作为内容传递给initLinkList()函数,那么子函数里面的L的内容不就是main()里L地址么,那么,*L不就是main里L的内容么,也就是说,对*L操作就是对main()里的L进行操作。


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