C語言指針變量作為函數參數

在C語言中，函數的參數不僅可以是整數、小數、字符等具體的數據，還可以是指向它們的指針。用指針變量作函數參數可以將函數外部的地址傳遞到函數內部，使得在函數內部可以操作函數外部的數據，並且這些數據不會隨着函數的結束而被銷毀。

像數組、字符串、動態分配的內存等都是一系列數據的集合，沒有辦法通過一個參數全部傳入函數內部，只能傳遞它們的指針，在函數內部通過指針來影響這些數據集合。

有的時候，對於整數、小數、字符等基本類型數據的操作也必須要借助指針，一個典型的例子就是交換兩個變量的值。

有些初學者可能會使用下面的方法來交換兩個變量的值：

1. #include <stdio.h>
3. void swap(int a, int b){
4. int temp; //臨時變量
5. temp = a;
6. a = b;
7. b = temp;
8. }
10. int main(){
11. int a = 66, b = 99;
12. swap(a, b);
13. printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
14. return 0;
15. }

運行結果：
a = 66, b = 99

從結果可以看出，a、b 的值並沒有發生改變，交換失敗。這是因為 swap() 函數內部的 a、b 和 main() 函數內部的 a、b 是不同的變量，占用不同的內存，它們除了名字一樣，沒有其他任何關系，swap() 交換的是它內部 a、b 的值，不會影響它外部（main() 內部） a、b 的值。

改用指針變量作參數后就很容易解決上面的問題：

1. #include <stdio.h>
3. void swap(int *p1, int *p2){
4. int temp; //臨時變量
5. temp = *p1;
6. *p1 = *p2;
7. *p2 = temp;
8. }
10. int main(){
11. int a = 66, b = 99;
12. swap(&a, &b);
13. printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
14. return 0;
15. }

運行結果：
a = 99, b = 66

調用 swap() 函數時，將變量 a、b 的地址分別賦值給 p1、p2，這樣 *p1、*p2 代表的就是變量 a、b 本身，交換 *p1、*p2 的值也就是交換 a、b 的值。函數運行結束后雖然會將 p1、p2 銷毀，但它對外部 a、b 造成的影響是“持久化”的，不會隨着函數的結束而“恢復原樣”。

需要注意的是臨時變量 temp，它的作用特別重要，因為執行*p1 = *p2;語句后 a 的值會被 b 的值覆蓋，如果不先將 a 的值保存起來以后就找不到了。

用數組作函數參數

數組是一系列數據的集合，無法通過參數將它們一次性傳遞到函數內部，如果希望在函數內部操作數組，必須傳遞數組指針。下面的例子定義了一個函數 max()，用來查找數組中值最大的元素：

1. #include <stdio.h>
3. int max(int *intArr, int len){
4. int i, maxValue = intArr[0]; //假設第0個元素是最大值
5. for(i=1; i<len; i++){
6. if(maxValue < intArr[i]){
7. maxValue = intArr[i];
8. }
9. }
11. return maxValue;
12. }
14. int main(){
15. int nums[6], i;
16. int len = sizeof(nums)/sizeof(int);
17. //讀取用戶輸入的數據並賦值給數組元素
18. for(i=0; i<len; i++){
19. scanf("%d", nums+i);
20. }
21. printf("Max value is %d!\n", max(nums, len));
23. return 0;
24. }

運行結果：
12 55 30 8 93 27↙
Max value is 93!

參數 intArr 僅僅是一個數組指針，在函數內部無法通過這個指針獲得數組長度，必須將數組長度作為函數參數傳遞到函數內部。數組 nums 的每個元素都是整數，scanf() 在讀取用戶輸入的整數時，要求給出存儲它的內存的地址，nums+i就是第 i 個數組元素的地址。

用數組做函數參數時，參數也能夠以“真正”的數組形式給出。例如對於上面的 max() 函數，它的參數可以寫成下面的形式：

1. int max(int intArr[6], int len){
2. int i, maxValue = intArr[0]; //假設第0個元素是最大值
3. for(i=1; i<len; i++){
4. if(maxValue < intArr[i]){
5. maxValue = intArr[i];
6. }
7. }
8. return maxValue;
9. }

int intArr[6]好像定義了一個擁有 6 個元素的數組，調用 max() 時可以將數組的所有元素“一股腦”傳遞進來。

讀者也可以省略數組長度，把形參簡寫為下面的形式：

1. int max(int intArr[], int len){
2. int i, maxValue = intArr[0]; //假設第0個元素是最大值
3. for(i=1; i<len; i++){
4. if(maxValue < intArr[i]){
5. maxValue = intArr[i];
6. }
7. }
8. return maxValue;
9. }

int intArr[]雖然定義了一個數組，但沒有指定數組長度，好像可以接受任意長度的數組。

實際上這兩種形式的數組定義都是假象，不管是int intArr[6]還是int intArr[]都不會創建一個數組出來，編譯器也不會為它們分配內存，實際的數組是不存在的，它們最終還是會轉換為int *intArr這樣的指針。這就意味着，兩種形式都不能將數組的所有元素“一股腦”傳遞進來，大家還得規規矩矩使用數組指針。

int intArr[6]這種形式只能說明函數期望用戶傳遞的數組有 6 個元素，並不意味着數組只能有 6 個元素，真正傳遞的數組可以有少於或多於 6 個的元素。

需要強調的是，不管使用哪種方式傳遞數組，都不能在函數內部求得數組長度，因為 intArr 僅僅是一個指針，而不是真正的數組，所以必須要額外增加一個參數來傳遞數組長度。

C語言為什么不允許直接傳遞數組的所有元素，而必須傳遞數組指針呢？

參數的傳遞本質上是一次賦值的過程，賦值就是對內存進行拷貝。所謂內存拷貝，是指將一塊內存上的數據復制到另一塊內存上。

對於像 int、float、char 等基本類型的數據，它們占用的內存往往只有幾個字節，對它們進行內存拷貝非常快速。而數組是一系列數據的集合，數據的數量沒有限制，可能很少，也可能成千上萬，對它們進行內存拷貝有可能是一個漫長的過程，會嚴重拖慢程序的效率，為了防止技藝不佳的程序員寫出低效的代碼，C語言沒有從語法上支持數據集合的直接賦值。

除了C語言，C++、Java、Python 等其它語言也禁止對大塊內存進行拷貝，在底層都使用類似指針的方式來實現。