【C语言】函数传值、传指针以及传引用的不同之处、生存期以及存储位置-创新互联

1、函数参数传值

void swap(int  a, int  b)
{
    int temp;
    temp = a;
    a = b;
    b = temp;
    printf("a:%d\n", a);// 3
    printf("b:%d\n", b);// 4
}

int main()
{
    int m_age = 16;
    int y_age = 5;

    printf("m_age:%d\n", m_age);// 1
    printf("y_age :%d\n", y_age );// 2
    
    swap(m_age, y_age);
    printf("m_age:%d\n", m_age);// 5
    printf("y_age :%d\n", y_age );// 6
}

  这是一个简单的传值的函数，目的是交换 m_age 和 y_age 的值。我们将每行打印都标记上序号。

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这个打印毋庸置疑，m_age的值是16，y_age的值是5 。当程序从main( )开始运行到

int m_age = 16;
    int y_age = 5;

的时候。内存为变量m_age在栈区上分配一个4字节大小的内存块，这个内存块的首地址我们假设为0x0001;然后也为y_age在栈区上分配一个4字节大小的内存块，这个内存块的首地址就为0x0005.

  那么大家可以看到，局部变量的内存分配在栈区上。其作用域只有当前函数体内有效（main函数也跟普通函数一样，只不过是被底层的汇编写作了程序的入口函数）。

  其次，栈区分配的内存竟然是连续分配的？是的，其实大家 printf("%p", &m_age) 打印他们的地址就可以发现，程序为局部变量分配内存的时候竟然是按部就班的分配。为啥会这样呢？首先大家要明白我们这里的内存并不是真实存在的，是虚拟内存，而不是真实的物理内存（磁盘）。当我们编译一个程序的时候，物理内存就会划分一块内存将其虚拟化供当前程序使用。使用完（整个程序结束）之后这块虚拟内存就会被释放（具体的内容可以自行去搜关于内存的解说）。

2.序号3、4的打印

  序号3 、4的打印是swap（）函数内执行的。大家需要清楚 函数参数和函数内部的变量一样都是局部变量，保存在栈中，仅当前函数体内有效。（注意这个函数内的变量是一般的声明变量哈，就如我们例子代码一样，如果被static，const等修饰的变量就会改变其生存期）。

  那么函数参数（我们称之为形参，如本例中的int a， int b）仅函数体内有效的话，很明显序号3 、4的打印如我们预期的那样，是交换了彼此的值的。m_age == 5 、 y_age == 16。

3.序号5 、6的打印（重点）

  首先，我们称在函数外的变量供函数使用的参数为实参（如m_age 和 y_age）。将实参m_age，y_age的值传入函数swap（）之后，在main（）打印出来会发现m_age 和 y_age的值并没有发生任何变化

int main()
{
    int m_age = 16;
    int y_age = 5;
    
    printf("m_age:%d\n", m_age);
    printf("y_age:%d\n", y_age);

    swap(m_age, y_age);
    printf("m_age:%d\n", m_age);
    printf("y_age:%d\n", y_age);
}

输出结果：

为什么会造成这样的结果呢？实际上当 实参传入函数后，会将实参的大小和值拷贝出来存储在栈中，然后再赋值给形参a， b。我们将拷贝出来的临时变量成为副本。

  可以看出，副本也是局部变量，存储在栈区，拥有自己的地址和大小，将副本赋值给形参a， b之后，操作形参a，b实际上是操作副本，与实参本身无关。所以才会造成这种现象。那么如何验证这个结论了，只需要将函数内部的形参a，b的地址打印出来即可。会发现形参地址和实参地址是不一样的。

2、函数参数传指针

  经过上面的解析。如果我们就需要改变实参本身的值怎么办呢？有两种方法，传指针和传引用。

void pswap(int * a, int * b)
{
    int temp;

    temp = *a;
    *a = *b；
    *b = temp;
}

int main()
{
    int m_age = 16;
    int y_age = 5;
    
    int * m = &m_age;
    int * y = &y_age;

    printf("m:%d\n", *m);
    printf("y:%d\n", *y);

    pswap(m, y);
    printf("m:%d\n", *m);//1
    printf("y:%d\n", *y);//2
}

该程序的输出结果为：

可以看到，该程序实现了两个实参之间值的交换。为什么传指针就可以实现呢？首先我们要明白内存（数字化就是我们地址）是不变的，内存所存储的值是可以变的。如果我们想更改某个变量，我们找到这个变量不是因为m_age 和 y_age 这些符号（虽然程序让你看起来你是用m_age这个符号来找到这个变量的），而是通过找到这个变量所在的地址。所以我们想更改某个变量，通过它的地址去寻找真实的它。

  在本程序中。定义了两个局部变量 m_age 和 y_age ，我们需要操作这两个的值，那么首先需要找到它们的地址，而 & （取址符）就可以做到。我们取他们的地址 &m_age， &y_age将其赋值给能存储地址的变量类型（就是我们的指针，指针是一个值为内存地址的变量类型）。然后再将这个变量作为形参传入到函数中。其内在操作为：

  当程序运行到swap（）函数时，为其形参分配内存（形参是个指针），并指向传入的实参的地址，这样，操作形参指针的值实际上就是操作实参指针的值。

  但是大家会发现，使用传值和传指针都会为形参分配内存，如果其内存小可能对程序运行的效率没有什么影响，但是一旦程序复杂，传入参数有多个值或者指针时，所需要的内存消耗还是很大的。

3、函数参数传引用（C++）

void rswap(int & a, int & b)
{
    int temp;

    temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

int main()
{
    int m_age = 16;
    int y_age = 5;
    
    int & m = m_age;
    int & y = y_age;

    printf("m:%d\n", m);
    printf("y:%d\n", y);

    rswap(m, y);
    printf("m:%d\n", m);
    printf("y:%d\n", y);
}

  以上程序的输出结果是：

大家可以看出，传引用与传指针一样，都可以实现实参的值的改变。那这两种方式有什么区别呢？

  传引用是c++引入的一种特别的方式。其含义是给变量取别名，用&符号表示这个变量是个引用变量。其含义有点类似于C语言关键字typedef。那么既然取别名，说明只是用了另一个变量名来表示它，那么这个变量名的内存和地址很显然就是指向了原来的变量的地址。

  int & m = m_age.定义一个引用变量m，将m_age赋值给这个引用变量m，那么此时，m就表示m_age，但是如果rswap（m， y）却不等价于rswap（m_age， y_age），因为rswap（m， y）的函数原型是rswap（int &， int &），而rswap（m_age， y_age）的函数原型是rswap（int， int），虽然m相当于m_age，但是m有个特殊的身份就是引用。

  大家可以发现，声明引用后，引用变量和原变量是完全等价的，但是真正使用时，函数原型的参数必须要是引用变量，然后传入声明的引用变量才会和传指针一般可以改变原变量的值。

  简而言之，声明引用后，虽然引用变量和原变量完全等价，但是引用变量的行为就是在操作地址。

已知：int * m = &m_age; int & n = m_age
可得：*m = m_age;//*ms是解引用，表示指针m指向的整型内存的值
      n = m_age;//n是引用变量，引用变量和原变量完全等价
      *m = n;
       
      m = &m_age;//m是指针，其值必须是个地址
      &n = &m_age;//&n是取n的地址，这里不是表示引用，取n的地址就是取m_age的地址
      m = &n;

  综上，C++引入了 引用 时，是借鉴了指针的行为的，是对指针的一种模仿。但是又和指针不同。它有着它自己的优势。

  优势一：引用既然是取别名，那么在使用引用变量传参时，实际上是传它本身，是没有额外的开销的。但指针有，指针的开销是在于传入指针时，需要开辟形参指针的内存。所以在形参是结构体数据或类的时候，用引用最好。

  优势二：传参传引用时，多于const 相结合。表示该形参变量就是实参变量，没有额外开销的同时保证其在函数内不允许被改变。这样的好处是在写代码时，不会因误用改变了原本不需要被改变的变量，减少了程序员检查代码的时间。

  优势三：当形参是类的时候，必须（最好）使用引用；是结构体的时候，可以选择使用引用或者指针；

  综上，如果你是用C语言编写代码，那么毋庸置疑肯定是用传指针的方式。如果你是从事C++的开发工作，那么传引用无疑是比指针要更好的。

  那么传引用那么好，就没有什么缺点吗？

  有。引用大的缺点就是一定要保证实参和形参的数据类型要一样，否则c++会自动转换，这样就会造成数据精度的缺失。

  缺点二：引用必须声明即初始化。如 int & m = m_age；不可以 int & m； m = m_age。

  缺点三：当形参是数组时，不可以使用引用。

以上就是对函数参数传值，传指针，传引用的一些区别、内存和生存期等问题的叙述。如果有错误的地方，欢迎大家到评论区留言。随着技术的提高，会不断提高文章的质量。瑞思拜。

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文章名称：【C语言】函数传值、传指针以及传引用的不同之处、生存期以及存储位置-创新互联
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