使用变量与指向变量的指针作为函数的参数

Posted 2023-02-22

【中文标题】使用变量与指向变量的指针作为函数的参数

【英文标题】：Using variables versus pointers to variables as parameters for a function

【发布时间】：2013-07-17 23:52:35

【问题描述】：

当一个函数需要一个指针作为参数（而不是指针引用的变量）时，这仅仅是因为传递给函数的值的大小吗？

我可以理解有人想要传递指向数组或结构的指针，而不是传递整个数组或结构，但他们做出此决定的其他原因是什么？例如，一个函数需要一个指向 int（4 个字节）而不是 int（4 个字节）本身的指针。

【问题讨论】：

尝试编写一个交换两个值的函数，例如int a = 1, b = 2; "swap(a, b);"，然后是a == 2 && b == 1。

哪种语言，C 或 C++？例如，在 C++ 中，您可以通过引用传递参数，而在 C 中则不能。

在 64 位机器上传递一个指向任何东西的指针实际上是 8 个字节

【参考方案1】：

如果你希望你的函数改变一个参数的值（比如int），那么你必须传入一个指向它的指针。否则，您的函数所做的任何更改都将在副本上进行。

一般来说，C 和 C++ 中所谓的“输出参数”通常是指向要受函数影响的任何变量的指针。

对于数组，C 语言实际上不允许将一大块内存传递给函数，因此我们别无选择，只能传递一个指针。

（编辑：如 cmets 中所述，此答案仅适用于指针。在 C++ 中，也可以使用引用）

【讨论】：

Small nit：structs 可以是相当大的内存块，structs 可以是函数参数，因此 C 确实允许将一大块内存传递给函数。它只是不允许传递数组。

啊，是的，谢谢。由于这样做几乎总是一个坏主意，所以我没有考虑过。

如果函数要改变参数的值，可以通过引用传递参数吗？

@ThomasMatthews：如果函数需要改变调用函数中的变量，那么变量必须通过引用传递给函数。如果函数所做的更改不应更改调用函数中的变量，则应将变量（的副本）按值传递给函数。

@JonathanLeffler：这个答案说“你必须传入一个指针”，但在 C++ 中也有通过引用传递的选项。我希望奈杰尔能回答我的评论。

【参考方案2】：

在 C++ 中，您将按值传递内置类型，除非您想在方法或函数中修改它们并将修改应用于原始变量。

您可以通过引用或指针传递。如果要修改输入，有些人更喜欢通过指针传递，因为它更明确，因为您必须取消引用指针。

IE：

void foo(int& a, int* b)

    a = 1; // This modifies the external variable, but you can't see that just looking at this line
    *b = 1; //explicitly modifying external variable


int z = 0;
int y = 0;
foo(y, &z); //z is explicitly being allowed to be modified, that y can be too isn't apparent until you look at the function declaration.

其他人认为这种传递指针很丑陋，不喜欢它。

传递大型类型的最佳做法是通过 const 引用，这表示您不会修改实例。

【参考方案3】：

答案是：pass-by-(pointer/reference)-to-const 如果你处理的是非基本类型的输入参数，pass-by-value 如果你处理的是基本类型的输入参数, 否则传递（指针/引用）。正如 cmets 中所指出的（感谢 TonyD），最后一条“规则”是对使用 pass-by-(pointer/reference)-to-const 的优化；这可能是不必要的，但值得一提。请注意，通过引用传递给 const 不会影响使用临时参数（无论是文字还是函数调用的结果）调用函数的能力。

为了恰当地回答这个问题，必须做出一些区分。首先，C 和 C++ 是两种不同的野兽：C 中唯一的选项是按值传递 (pbv)、按指针传递 (pbp) 和按指针传递到常量 (pbptc)。在 C++ 中，您还可以选择传递引用 (pbr) 和传递引用到常量 (pbrtc)。其次，输入参数和（输入/）输出参数之间存在区别；当参数属于第二类时，除了 pbp 或 pbr（如果适用，即如果使用 c++），您别无选择。至于输入参数，需要考虑的因素更加微妙。 Alexandrescu 在他的《现代 C++》一书中解决了这个问题

您有时需要回答以下问题：给定一个 任意类型 T，什么是最有效的传递方式和 接受 T 类型的对象作为函数的参数？一般来说， 最有效的方法是通过引用和标量传递复杂的类型 按值类型。 （标量类型由算术类型组成 前面描述的以及枚举、指针和指向的指针 成员。）对于复杂的类型，您可以避免额外的开销 临时（构造函数加析构函数调用）和标量类型 您避免了由 参考。

（当然，对于输入参数，他指的是pbrtc）。同样，您应该选择 pbptc 用于 C 中的“详细”类型。

最后，如果您使用 C++，您可以通过使用“类型特征”（standard ones 或自定义编写的，请参阅 Modern C++ 了解更多信息）自动执行此选择。类型特征允许你自动知道一个类型是否是基本类型，它是否已经是一个引用（在这种情况下你不能通过引用传递它，因为 C++ 不允许引用引用）和所有有意义的东西。以type_traits为例，可以这样写

#include <type_traits>

typedef int& my_type;

void f(const std::add_lvalue_reference<my_type> a)


typedef int my_type2;

void g(const std::add_lvalue_reference<my_type2> a)


int main() 

当然，这是一个虚构的示例，但您可以看到该方法的实用性，如果您使用模板，则效果会更好。请注意 type_traits 是 c++11 标准库的一部分，如果您不使用 c++11，则必须自己制作（或使用某些库作为 loki）

【讨论】：

“如果您正在处理基本类型的输入参数，则按值传递”在几年前很流行，最终导致人们对类型特征产生了兴趣以在模板中实现它，但在练习当函数参数类型通过模板参数可变时会很痛苦，即使对于基本类型，使用const T& 也非常很少出现性能问题（尤其是启用了优化）。因此，作为选择性使用，整个类型特征值得了解，但不作为标准做法：太繁琐、容易出错且令人困惑。

@TonyD 你可能是对的，额外的间接（承认它确实到达编译的代码）很可能不会成为瓶颈。我正在编辑答案以反映这一点。

【参考方案4】：

当你想改变int变量时，你也可以使用引用。

对于一个数组，数组名只是一个指向第一个元素的指针，当它作为参数传递给函数时，它会变成普通的指针，所以你必须传递数组中的元素个数为一个参数。

【参考方案5】：

使用变量和指向变量的指针作为函数的参数

一般建议：

如果函数不改变参数，则按值传递。

  #include <iostream>
  int test(int arg)
      std::cout << arg;
  

  int main(int argc, char** argv)
      int a = 6;
      test(a);
      return 0;
  

如果函数需要更改传递的参数，则通过引用传递。

  #include <iostream>
  int test(int &arg)
      arg = 6;
  

  int main(int argc, char** argv)
      int a = 0;
      test(a);
      std::cout << arg;
      return 0;
  

如果函数不需要更改参数，但参数很大，则通过 const 引用传递。

如果函数需要更改传递的参数并且该参数是可选的，则通过指针传递。

  #include <iostream>
  int test(int *arg)
      if (arg)
          *arg = 6;
  

  int main(int argc, char** argv)
      int a = 0, b = 1;
      test(0);
      test(&b);
      std::cout << a << std::endl << b << std::endl;
      return 0;
  

如果函数不需要更改传递的参数，参数很大并且参数是可选的，则通过指针传递给const。

推理：引用和指针可用于修改函数“外部”的值，但引用不能设置为 0/NULL。

指向 int（4 字节）的指针

根据平台，指向 int 的指针可能不是 4 字节大。例如，在 64 位系统上，它将是 8 字节大。

如果该函数分配内存块，则返回指向 int 的指针是有意义的。如果将此函数用作“选择器”并且您需要写入返回值，则返回对 int 的指针/引用是有意义的。

#include <iostream>
int& getMaxVal(int &a, int &b)
     return (a > b)? a: b;


int main(int argc, char** argv)
      int i = 3, j = 4;
      std::cout << i << " " << j << std::endl;
      getMaxVal(i, j) /= 2;
      std::cout << i << " " << j << std::endl;
      return 0;