函数参数的传值和传指针有什么区别？

Posted 2020-11-26 hijack-you

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
",a,b);
}
int main(void)
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    printf("before swap:a = %d,b = %d
",a,b);
    swap(a,b);
    printf("after  swap:a = %d,b = %d
",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：

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：

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
",*a,*b);
}
int main(void)
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    printf("before swap:a = %d,b = %d
",a,b);
    swap(&a,&b);
    printf("after  swap:a = %d,b = %d
",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。
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
");
        p = NULL;
    }
}
int main(void)
{
    int *p = NULL;
    getMemery(p);
    printf("address of p is %p
",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 (null)

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。

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
");
        *p = NULL;
    }
}
int main(void)
{
    int *p = NULL;
    getMemery(&p);
    printf("address of p is %p
",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：

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