C语言的值传递
C语言的值传递
首先对于C语言来说参数的传递只有两种方式：
- 值传递 将实参的值赋给形参，形参不能改变实参。传递的过程相当于在函数内部重新定义与实参同类型的变量，再把实参的值赋给该变量。
- 地址传递 将实参的地址传递给形参，形参不能改变实参。传递的过程相当于在函数内部定义几个指针变量，然后把实参的地址赋给这些指针，指针指向的内容就是实参。
刚好今天无意中看到一道有关C语言值传递的面试题，感觉非常具有代表性，背后涉及的知识也非常多，所以这里就拿出来分析一下，顺便讲讲C语言的值传递。(高手请直接略过本文)
题目如下：
void swap(int *x, int *y)
{
int *tmp;
tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}
int main()
{
int a = 1, b = 2;
int *p1 = &a;
int *p2= &b;
swap(p1, p2);
return 0;
}问题是：main函数执行完毕后，a和b的值有没有被交换？ 答案：没有
一、接下来就详细分析下这个问题：
首先我们需要知道C语言中参数传递的几条规则:
- C语言中参数传递本质都是值传递(引用传递是C++中的概念)
- 形参只在调用时分配内存，调用结束时释放内存，形参被销毁。
- 参数传递是单向的，只能由实参传给形参。
- 形参只是实参的一份拷贝，形参的改变对实参本身没有影响。
注意：如果指针或者地址作为实参传入函数，指针指向的内容或者地址存放的数据是可以改变的，但是指针的值和地址本身是不会改变的。 根据以上规则，我们可以得出两个结论：1.swap函数传进去的是a和b的地址。2.swap函数的形参int *x和int *y是p1和p2的一份拷贝。下面是这6个变量在内存中(地址是假设的)的示意图：
上图左边是内存示意图，表明该块内存中存放的数据，右边是内存的地址，其中p1指向a，p2指向b。
我们还可以在程序中添加如下打印(对上述6个变量全部取地址)，看下运行结果：
void swap(int *x, int *y)
{
int* tmp;
printf("x地址=%p y地址=%p\n", &x, &y);
tmp = x;
x = y;
y = tmp;
//printf("x=%d y=%d\n", *x, *y);
}
int main()
{
int a = 1, b = 2;
int *p1 = &a;
int *p2= &b;
printf("a地址=%p b地址=%p\n", &a, &b);
printf("p1地址=%p p2地址=%p\n", &p1, &p2);
swap(&a, &b);
printf("ab交换后: ");
printf("a=%d b=%d\n", *p1, *p2);
return 0;
}运行结果如下图所示，这6个变量地址均不相同，且a，b没有交换。
传参过程相当于执行int *x=p1;int *y=p2；形参x，y是实参p1和p2的一份拷贝，它们在内存中也有自己的地址。
接着在swap函数中加上打印，看下swap函数到底交换了什么。
void swap(int *x, int *y)
{
int* tmp;
printf("交换前：\r\n");
printf("\r\n");
printf("x地址=%p y地址=%p\n", &x, &y);
printf("x=%p y=%p\n", x, y);
printf("\r\n");
tmp = x;
x = y;
y = tmp;
printf("交换后：\r\n");
printf("\r\n");
printf("x地址=%p y地址=%p\n", &x, &y);
printf("x=%p y=%p\n", x, y);
printf("\r\n");
}
swap执行时，x，y本身的地址没有改变，只是x和y进行了一次交换，且a，b本身也没有受到任何影响(p1,p2也不受影响)。swap函数执行结束时，形参x，y内存被自动释放，对实参依旧没有产生任何影响。
二、问题背后的问题：
1.如何修改程序实现上述交换？
a.直接修改源数据 由于传进来的是a和b的地址，所以可以直接修改地址上的内容，实现交换ab。程序修改如下：
void swap(int *x, int *y)
{
int tmp;
tmp = *x;
*x = *y;
*y = tmp;
}这种方式并没有修改传进来的参数，因为a，b的地址并没有改变，只是通过传进来的参数间接的修改了地址上的内容，所以仍然满足前面说的形参不能改变实参本身。
b.二级指针修改源数据 这种方法和一级指针类似，都是通过地址间接修改ab的值，无非就是多一级指针。程序如下：
void swap(int **x, int **y)
{
int tmp;
printf("swap交换前：\r\n");
printf("\r\n");
printf("x地址=%p y地址=%p\n", &x, &y);
printf("x=%p y=%p\n", x, y);
printf("\r\n");
tmp = **x;
**x = **y;
**y = tmp;
printf("swap交换后：\r\n");
printf("\r\n");
printf("x地址=%p y地址=%p\n", &x, &y);
printf("x=%p y=%p\n", x, y);
printf("\r\n");
}
int main()
{
int a = 1, b = 2;
int *p1 = &a;
int *p2= &b;
printf("ab交换前:\r\n");
printf("a地址=%p b地址=%p\n", &a, &b);
printf("p1地址=%p p2地址=%p\n", &p1, &p2);
printf("p1=%p p2=%p\n", p1, p2);
printf("========================\r\n");
swap(&p1, &p2);
printf("========================\r\n");
printf("ab交换后:\r\n");
printf("p1地址=%p p2地址=%p\n", &p1, &p2);
printf("p1=%p p2=%p\n", p1, p2);
printf("a=%d b=%d\n", a, b);
return 0;
}程序执行结果如下，p1和p2的地址以及p1，p2的值都没有改变，但是ab的值已经交换。
2.如何修改传入指针的值？
使用二级指针 下面先用示意图说明下这个问题。假设内存中有如下变量指针p=0x300，变量x地址为0x300，变量y的地址为0x304。现将p作为参数传入某函数，要求在该函数內修改p的值，使p=0x304？
显然对于这个问题，如果函数形参是一级指针，也就是传入的值为0x300，那我们是无论如何也不能将0x300改为0x304的(因为形参是无法改变传入的值的)，但是如果传入的是p的地址(0x0004)，那么我们就可以修改0x0004这个地址上的内容，也就是修改了p的值。 这里或许有同学会问，既然二级指针改变了p的值，那么形参不还是改变了实参？其实不是这样的，首先我们需要了解传入的是什么值，发生改变的又是什么值，这里传入的是p的地址(0x0004），发生改变的是p(由0x300变为0x400)，因此，形参并未改变实参的值。 下面再举个指针传参的面试题说明下这个问题：
void GetMemory(char *p)
{
p = (char *)malloc(100);
}
int main()
{
char *str=NULL;
GetMemory(str);
strcpy_s(str,6,"Hello");
printf(str);
return 0;
}问题是：上述程序运行会有什么问题？ 答案：程序崩溃，一级指针传参无法改变指针的值，所以str的值一直是NULL。 所以对于上述程序，如果要程序正常运行，可以使用二级指针，修改后程序如下：
void GetMemory(char **p)
{
*p = (char *)malloc(100);
}
int main()
{
char *str=NULL;
printf("申请之前：str=%p\r\n",str);
GetMemory(&str);
printf("申请之后：str=%p\r\n",str);
strcpy_s(str,6,"Hello");
printf(str);
free(str);//动态申请的内存一定要手动释放
return 0;
}
- 3.数组作为形参的情况
我们或许会遇到下面这种数组作为形参的情况，这是一种特殊情况，按照之前的分析，数组作为形参传递时，函数内部会定义一个与之类型相同的数组接收传入的数组变量，但实际上不是这样。
void test(char str[5])
{
....
}下面进行举例说明：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
void test(char str[5])
{
printf("str = %d\n",sizeof(str));
printf("str addr = %x\n",str);
printf("str:%d-%d-%d-%d-%d\r\n",str[0],str[1],str[2],str[3],str[4]);
str[1] = 66;
}
int main(void)
{
char buf[]={1,2,3,4,5};
printf("buf addr = %x\n",buf);
test(buf);
printf("buf:%d-%d-%d-%d-%d\r\n",buf[0],buf[1],buf[2],buf[3],buf[4]);
return 0;
}运行结果如下:
通过打印str和buf的值，发现buf和str的值是一样的，而且str占用的空间是4个字节，由此可见：对于数组作为形参的这种情况，实参传递的是数组的首地址，形参数组接收这个首地址，实参和形参数组占用同一块内存。
void test(char str[5]);
//这个表达式中的5实际上没有任何意义，因为形参只接收数组首地址，
//并不清楚实参数组长度
//一般再加个额外的参数，指示数组长度，防止数组越界情况
void test(char str[5],int n);//n表示数组长度简单总结下：C语言参数传递的本质都是值传递；值传递意味着只能由实参传给形参，形参是实参在内存中的一份拷贝，函数运行结束时被销毁，形参无法改变实参。
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