一、三道考题

开讲之前,我先请你做三道题目。(嘿嘿,得先把你的头脑搞昏才行……唉呀,谁扔我鸡蛋?)

考题一,程序代码如下:
void Exchg1(int x, int y)
{
   int tmp;
   tmp = x;
   x = y;
   y = tmp;
   printf("x = %d, y = %d\n", x, y);
}
main()
{
   int a = 4,b = 6;
   Exchg1(a, b);
   printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
   return(0);
}
输出的结果为:
x = ____, y=____.
a = ____, b=____.
问下划线的部分应是什么,请完成。

考题二,程序代码如下:
void Exchg2(int *px, int *py)
{
   int tmp = *px;
   *px = *py;
   *py = tmp;
   printf("*px = %d, *py = %d.\n", *px, *py);
}
main()
{
   int a = 4;
   int b = 6;
   Exchg2(&a, &b);
   printf("a = %d, b = %d.\n", a, b);
   return(0);
}
输出的结果为为:
*px=____, *py=____.
a=____, b=____.
问下划线的部分应是什么,请完成。

考题三,程序代码如下:
void Exchg3(int &x, int &y)
{
   int tmp = x;
   x = y;
   y = tmp;
   printf("x = %d,y = %d\n", x, y);
}
main()
{
   int a = 4;
   int b = 6;
   Exchg3(a, b);
   printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
   return(0);
}
输出的结果为:
x=____, y=____.
a=____, b=____.
问下划线的部分应是什么,请完成。你不在机子上试,能作出来吗?你对你写出的答案有多大的把握?正确的答案,想知道吗?(呵呵,让我慢慢地告诉你吧!)

好,废话少说,继续我们的探索之旅了。
我们都知道:C语言中函数参数的传递有:值传递、地址传递、引用传递这三种形式。题一为值传递,题二为地址传递,题三为引用传递。不过,正是这几种参数传递的形式,曾把我给搞得晕头转向。我相信也有很多人与我有同感吧?

下面请让我逐个地谈谈这三种传递形式。

二、函数参数传递方式之一:值传递

(1)值传递的一个错误认识
先看考题一中Exchg1函数的定义:
void Exchg1(int x, int y) /* 定义中的x,y变量被称为Exchg1函数的形式参数 */
{
   int tmp;
   tmp = x;
   x = y;
   y = tmp;
   printf("x = %d, y = %d.\n", x, y);
}
问:你认为这个函数是在做什么呀?
答:好像是对参数x、y的值对调吧?
请往下看,我想利用这个函数来完成对a,b两个变量值的对调,程序如下:
main()
{
   int a = 4,b = 6;
   Exchg1(a, b); /*a,b变量为Exchg1函数的实际参数。*/
   printf("a = %d, b = %d.\n”, a, b);
   return(0);
}
我问:Exchg1()里头的printf("x = %d, y = %d.\n", x, y);语句会输出什么啊?我再问:Exchg1()后的printf("a = %d, b = %d.\n”, a, b);语句输出的是什么?
程序输出的结果是:
x = 6, y = 4.
a = 4, b = 6.
为什么不是a = 6,b = 4呢?奇怪,明明我把a、b分别代入了x、y中,并在函数里完成了两个变量值的交换,为什么a、b变量值还是没有交换(仍然是a = 4、b = 6,而不是a = 6、b = 4)?如果你也会有这个疑问,那是因为你根本就不知实参a、b与形参x、y的关系了。

(2)一个预备的常识
为了说明这个问题,我先给出一个代码:
   int a = 4;
   int x;
   x = a;
   x = x + 3;
看好了没,现在我问你:最终a值是多少,x值是多少?
(怎么搞的,给我这个小儿科的问题。还不简单,不就是a = 4、x = 7嘛!)
在这个代码中,你要明白一个东西:虽然a值赋给了x,但是a变量并不是x变量哦。我们对x任何的修改,都不会改变a变量。呵呵!虽然简单,并且一看就理所当然,不过可是一个很重要的认识喔。

(3)理解值传递的形式
看调用Exch1函数的代码:
main()
{
   int a = 4,b = 6;
   Exchg1(a, b) /* 这里调用了Exchg1函数 */
   printf("a = %d, b = %d.\n", a, b);
}
Exchg1(a, b)时所完成的操作代码如下所示。
int x = a; /* ← */
int y = b; /* ← 注意这里,头两行是调用函数时的隐含操作 */
int tmp;
tmp = x;
x = y;
y = tmp;
请注意在调用执行Exchg1函数的操作中我人为地加上了头两句:
   int x = a;
   int y = b;
这是调用函数时的两个隐含动作。它确实存在,现在我只不过把它显式地写了出来而已。问题一下就清晰起来啦。(看到这里,现在你认为函数里面交换操作的是a、b变量或者只是x、y变量呢?)

原来,其实函数在调用时是隐含地把实参a、b 的值分别赋值给了x、y,之后在你写的Exchg1函数体内再也没有对a、b进行任何的操作了。交换的只是x、y变量。并不是a、b。当然a、b的值没有改变啦!函数只是把a、b的值通过赋值传递给了x、y,函数里头操作的只是x、y的值并不是a、b的值。这就是所谓的参数的值传递了。

哈哈,终于明白了,正是因为它隐含了那两个的赋值操作,才让我们产生了前述的迷惑(以为a、b已经代替了x、y,对x、y的操作就是对a、b的操作了,这是一个错误的观点啊!)。

三、函数参数传递方式之二:地址传递

继续!地址传递的问题!
看考题二的代码:
void Exchg2(int *px, int *py)
{
   int tmp = *px;
   *px = *py;
   *py = tmp;
   printf("*px = %d, *py = %d.\n", *px, *py);
}
main()
{
   int a = 4;
   int b = 6;
   Exchg2(&a, &b);
   printf("a = %d, b = %d.\n”, a, b);
   return(0);
}
它的输出结果是:
*px = 6, *py = 4.
a = 6, b = 4.
看函数的接口部分:Exchg2(int *px, int *py),请注意:参数px、py都是指针。再看调用处:Exchg2(&a, &b);
它将a的地址(&a)代入到px,b的地址(&b)代入到py。同上面的值传递一样,函数调用时作了两个隐含的操作:将&a,&b的值赋值给了px、py。
   px = &a;
   py = &b;
呵呵!我们发现,其实它与值传递并没有什么不同,只不过这里是将a、b的地址值传递给了px、py,而不是传递的a、b的内容,而(请好好地在比较比较啦)整个Exchg2函数调用是如下执行的:
   px = &a; /* ← */
   py = &b; /* ← 请注意这两行,它是调用Exchg2的隐含动作。*/
   int tmp = *px;
   *px = *py;
   *py = tmp;
   printf("*px =%d, *py = %d.\n", *px, *py);
这样,有了头两行的隐含赋值操作。我们现在已经可以看出,指针px、py的值已经分别是a、b变量的地址值了。接下来,对*px、*py的操作当然也就是对a、b变量本身的操作了。所以函数里头的交换就是对a、b值的交换了,这就是所谓的地址传递(传递a、b的地址给了px、py),你现在明白了吗?

四、函数参数传递方式之三:引用传递

看题三的代码:
void Exchg3(int &x, int &y) /* 注意定义处的形式参数的格式与值传递不同 */
{
   int tmp = x;x = y;
   y = tmp;
   printf("x = %d, y = %d.\n", x, y);
}
main()
{
   int a = 4;
   int b = 6;
   Exchg3(a, b); /*注意:这里调用方式与值传递一样*/
   printf("a = %d, b = %d.\n”, a, b);
}
输出结果:
x = 6, y = 4.
a = 6, b = 4. /*这个输出结果与值传递不同。*/
看到没有,与值传递相比,代码格式上只有一处是不同的,即在定义处:
   Exchg3(int &x, int &y)
但是我们发现a与b的值发生了对调。这说明了Exchg3(a, b)里头修改的是a、b变量,而不只是修改x、y了。

我们先看Exchg3函数的定义处Exchg3(int &x, int &y)。参数x、y是int的变量,调用时我们可以像值传递(如: Exchg1(a, b); )一样调用函数(如: Exchg3(a, b);)。但是x、y前都有一个取地址符号“&”。有了这个,调用Exchg3时函数会将a、b 分别代替了x、y了,我们称:x、y分别引用了a、b变量。这样函数里头操作的其实就是实参a、b本身了,也就是说函数里是可以直接修改到a、b的值了。

最后对值传递与引用传递作一个比较:
1)在函数定义格式上有不同:
值传递在定义处是:Exchg1(int x, int y);
引用传递在这义处是:Exchg3(int &x, int &y);

2)调用时有相同的格式:
值传递:Exchg1(a, b);
引用传递:Exchg3(a, b);

3)功能上是不同的:
值传递的函数里操作的不是a、b变量本身,只是将a、b值赋给了x、y。函数里操作的只是x、y变量而不是a、b,显示a、b的值不会被Exchg1函数所修改。
引用传递Exchg3(a, b)函数里是用a、b分别代替了x、y。函数里操作的就是a、b变量的本身,因此a、b的值可在函数里被修改的。

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