C/C++中函數參數傳遞詳解


   昨天看了內存管理的有關內容,有一點了解,但不是很深入,發現之前寫代碼時有很多細節問題沒有注意到,只知道這樣做可以實現功能,卻不知道為什么可以這樣,對於采用自己的方法造成的隱患也未知,更不曉得還有其他方法可以實現,我們知道C++強大的一個原因是因為對於一個問題的答案多種解答方法或思路,我想着也許就是它難學的原因。因為你只知道一種或極少數的實現方法,卻不知道其他的實現方法,換句話說,就是對這個東西很掌握的不是很透徹,還沒徹底弄明白。雖然有時只知道冰山一角也是可以解決問題的,但窺知全貌可以讓我們站在更高的角度,這樣在遇到問題時的思路或視野不至於狹小和局限。廢話扯多了,只是我的一個感想,我也是一個井底之蛙。進入正題。

    C或C++中函數的參數傳遞包括:值傳遞、指針傳遞、引用傳遞這三種方法,這三種方法在《程序員面試寶典》中說的很明了,這里加上我自己的理解。

    先看源代碼,編譯環境是vc6.0,因為調試方便。功能是要實現a和b值的交換。

 1 // test.cpp : Defines the entry point for the console application.
 2 //
 3 
 4 #include "stdafx.h"
 5 #include <iostream>
 6 
 7 using namespace std;
 8 
 9 //值傳遞
10 void swap1(int p,int q)
11 {
12     int temp;
13     temp=p;
14     p=q;
15     q=temp;
16 }
17 
18 //指針傳遞,函數體內只有指針值的變化
19 void swap2(int *p,int *q)
20 {
21     int temp;
22     temp=*p;
23     *p=*q;
24     *q=temp;
25 }
26 
27 //指針傳遞,函數體內只有指針的變化
28 void swap3(int *p,int *q)
29 {
30     int *temp;
31     temp=p;
32     p=q;
33     q=temp;
34 }
35 
36 //引用傳遞
37 void swap4(int &p,int &q)
38 {
39     int temp;
40     temp=p;
41     p=q;
42     q=temp;
43 }
44 
45 int main()
46 { 
47     int a=1,b=2;
48     swap1(a,b);
49     //swap2(&a,&b);
50     //swap3(&a,&b);
51     //swap4(a,b);
52     cout<<a<<"  "<<b<<endl;
53     return 0;
54 }

共有四個函數,其中有兩個是指針傳遞,但函數體內的實現不一樣。下面具體分析

1.值傳遞

swap1函數實現的值傳遞,值傳遞傳遞的是實際參數的一個副本,如果對這句話不理解,那一步步調試看下內存分配情況。

執行到48行時,a和b的情況如下

接着進入swap1函數體內,如下所示

可以看到的是,p和q的地址和a與b的地址不一樣,只是把a和b的值拷貝過去了,在swap1中對p和q操作只是對臨時分配的棧中內容進行操作,函數執行完后形參就消失了,對原來的a和b不產生任何影響。所以swap1不能完成交換a和b值的功能

2.指針傳遞

swap2和swap3都是指針傳遞,swap2函數體內交換了p和q指向地址的值,swap3函數體內交換了p和q指向的地址。

先說swap2,進入swap2函數體內,如下所示

可以看到,形參指針p和q指向的是a和b的地址,而不是像值傳遞那樣將實參的值拷貝到另外分配的地址中,運行到函數尾時,如下圖

可以看到、指針p和q指向的地址沒變,但地址中的值變了,也即a和b地址中的變了,就是a和b的值成功交換,繼續調試可以看到正確的結果,如下圖

再來看swap3,swap3運行到函數尾時的情況如下

可以看到p和q交換了地址,但最后函數執行完后的結果又如下所示

a和b的值並未交換,這是為什么呢?

swap3中,形參p和q會保存在棧中,p指向a的地址,q指向b的地址,使用temp指針完成了p和q的地址交換,即p指向b的地址,q指向了a的地址,但a和b地址中的值並未發生變化,這與swap2不同,swap2中是p指向的地址中的值(就是a)與q指向的地址中的值(b)交換,所以swap2執行完后a和b的值是交換了的。

3.引用傳遞

引用傳遞時,對形參的操作等同於對實參的操作,即傳遞的不會是實參的副本,而就是實參,進入swap4函數體內如下所示

看到這個內存分配,很明了了吧。最后會交換a和b的值。

到此,完了。當然函數參數也可以是指向指針的指針,這也是很常見的,但通常用在需要動態分配內存的地方以避免內存泄露。在使用cuda時調用cudaMalloc其參數就是這樣,指向指針的指針。而malloc、CPLMolloc、new這些是通過返回值傳遞分配的動態內存的,自然是不會出現內存泄露的,這個后面再說。


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