c 之指標作為函式引數傳遞的問題

2021-05-22 15:41:55 字數 3629 閱讀 2480

其實,對於c 或者c++ ,最難的一塊地方估計就是指標了。指標是強大的,但也是很多人載在這裡的地方。

前段時間寫了一篇文章《c

++之 陣列與指標的異同 》對c 和c ++中的指標做了乙個初步的講解。這次將講解一下指標作為函式引數傳遞的問題。

很多人對於指標的使用是有所了解的,但還是經常會載在指標的問題上,是因為還不夠了解指標的本質,其實如果了解指標的本質,對指標的使用也就一目了然了。

作為c 的初學者,經常會遇到指標作為函式引數傳遞的兩個經典的問題。這裡,我將透過指標的本質來來講解這兩個問題,這樣以後無論你遇到什麼樣的指標問題,如果你以這樣的方法來分析指標也許就迎刃而解了!

首先,第乙個問題是這樣的:

寫乙個函式,交換兩個引數中的值。

初學者往往會這樣寫:

void exchange(int x, int y)

之後,你會查詢資料了解到應該這樣寫:

void exchange(int *x, int *y)

第二個問題是,寫乙個給某個指標分配記憶體的函式:

初學者往往是這樣寫:

void my_malloc(void* p, int size)

然後又查在資料,知道應該這麼寫:

void my_malloc(void** p, int size)

雖然,網上很多這樣的討論,也有很多人做過很多的解釋,但始終都無法給出乙個令人一目了然,並可以長久記住的說法,這篇文章就是想試**決這樣的問題,給初學者乙個原理性的了解!

首先,一定一定記住一點,

指標和變數一樣,也是有位址的,只不過變數的值被解釋成乙個值,而指標的值被解釋成乙個位址。

下面,我們看一下**:

void main()

我們看這個函式的記憶體結構:

這是乙個函式的棧結構,我們可以看到,變數和指標都占用了4 個位元組。而且,由於我們對它們沒有初始化,所以變數x 和指標p 裡的內容都是隨機的,就是說x 的值是不確定的,p 有可能指向某個記憶體位址,如果現在對p 操作也許會導致程式崩潰。

其實,我們記住了,指標也是有位址的 這個概念,很多問題就迎刃而解了。

下面,我來分析一下,指標作為函式引數傳遞的情況。

如果,我們的**是這樣的,你看會怎麼樣:

int main(int argc, char* argv)

第二個要說的是:當給乙個函式的引數傳遞乙個變數是,這個變數是複製過去的。

對於第二點,我們在理解void exchange(int x, int y) 函式想交換這兩個變數的的值時就應該理解了。

例如:int a;

int b;

exchange(a,b);

不能交換a 和b 的值,因為此時exchange(a,b) 中的a 和b 並不是原來的a 和b 變數,它們只不過是被複製過去了。

有了這兩個概念,就不難理解指標作為函式引數傳遞的問題。

首先,我們來看下上面的**中的a 指標和p 指標的記憶體結構。

我們看到,當我們以a 作為func 函式的引數傳遞進去的時候,函式複製了這個指標,但這兩個指標的內容是一樣的,也就是說是指向同乙個記憶體,即10 。

如果你還不了解的話,我就通過一段**和測試再來說明:

編譯:g++ -g -wall test1.cpp

執行:./a.out

輸出:*a = 10

&a = 0xbfd4447c

*p = 10

&p = 0xbfd44460

我們看到輸出,a 指向的位址的值和p 指向的位址裡的值是一樣的,都是10 。然而,對於指標a 和p 來說,它們自身的位址是不一樣的,所以我們看到,函式func 複製了指標a 給p ,它們的值一樣,但有不同的位址,是不同的指標。

我們再進一步:

編譯輸出:

*a = 10

&a = 0xbfe1c77c

&*a = 0x94b6008

*p = 10

&p = 0xbfe1c760

&*p = 0x94b6008

我們可以進一步看到,a 指標所指向的值的位址和p 指標所指向的值的位址是一樣的,都是 0x94b6008 ,就如同上圖所示,為了加深印象,再看一下這個圖 ,然後再對比一下程式輸出 ,然後在體會一下我在上面提到的兩點 ,一點是:指標是有位址的 。另一點是:函式的引數是複製過去的 。

void exchange(int *x, int *y)

那麼這樣為什麼可以交換:

int a = 2;

int b = 3;

exchange(&a, &b);

上我們以a 和b 的位址傳遞給exchange 函式時,函式複製了這兩個位址,並賦值給x 和y 這個兩個指標,這兩個指標是指向變數a 和b 的,它們的圖形如下:

那麼,當我們反引用指標時:

int *p=x;

*x = *y;

*y = *p;

我們操作的是a 和b 裡面的變數的值,所以,我們交換a 和b 的值就成功了。

我們再來看下第二個問題:

void my_malloc(void* p, int size)

當這樣時:

int *a;

my_malloc(a, 10);

為什麼這個會失敗!

下面,我來分析一下:

當我們呼叫my_malloc(a, 10); 函式,而函式還沒執行到p = malloc(size); 語句時,情況是這樣的:

我們看到a 和p 的指標的值都是一樣的,都是指向某個不確定的位址。

這時,我們執行這個語句:

p = malloc(sizeof(int)*size);

我們把這個語句分開兩部分來看,乙個是先執行malloc(sizeof(int)*size) ,然後在執行賦值語句,把malloc(sizeof(int)*size) 的返回值付給p 。

第一步:先執行malloc(sizeof(int)*size) ;(這裡我們只考慮malloc 分配記憶體成功的情況)

第二步:把執行malloc(sizeof(int)*size) 的返回值付給了p ,如下圖:

由上圖,我們可以知道,這就是為什麼,我們還是不能給a 分配位址的了。

下面我們來分析這個:

void my_malloc(void** p, int size)

int *a;

my_malloc(&a , 10);

這樣執行,為什麼會成功!

我們看到,當執行函式

my_malloc(void** p, int size);

但還沒有執行

*p = malloc(sizeof(int)*size);

語句時,它們的記憶體結構圖如下所示:

其實這裡,我們可以把二維指標和一維指標當成和變數一樣,也是有位址的。只不過它的解釋不一樣而已。

變數:裡面的值是乙個數值。

那麼,我看著圖來解釋p :

p 裡面是乙個位址,這個位址是&a ,即是a 指標的位址值,而a 指標位址裡面的值也是個位址,這個位址是指向乙個不確定的地方,說得坳口,慢慢對比圖來理解就會好了!

執行malloc(size) 後的圖如下:

然後在執行賦值語句:

*p = malloc(sizeof(int)*size);

後,如下圖所示:

然後,我們就給指標a 分配記憶體成功了。

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