C/C++ 高质量编程--动态内存传递疑问解析 1

高质量编程 ：中指针高级部分遇到动态内存传递疑问解析

总结：

值传递：对于函数来说,值传递就是一个人来了，给你一些数据，你对数据处理。

地址传递：地址传递就是你通过地址找到一个人，然后直接对这个人处理。

引用传递：而引用传递就是你要直接对一个人进行处理，通过名字对人访问，但你不知道那个人叫什么，就先起个随便的名字。谁来了，他的别名就是这个名字。但通过这个别名对人处理有一些限制，相比地址对人全权操作安全。

另一段别人的解释：值传递、地址传递、引用传递的区别：

值传递好比是你把文件复制一份，通过网络传给他，然后他可以在他本机上对文件做任何的修改，修改会保存下来，但是你机器上的文件不会发生任何的变化。即形参与实参是两个不同的变量，各自占用不同的存储单元。

地址传递好比是你把文件在网络上的地址告诉他人，他人通过网络访问你机器上的文件，他可以对文件进行修改并保存，此时，文件的内容就会发生变化。即形参与实参是相同的变量，占用同一段内存空间。

引用传递是变量的别名，对别名操作就是对变量本身操作。

地址传递是通过把地址传递给函数，然后函数根据地址要对存储单元操作。打个比方说：你告诉某人一个房间号，让他根据房间号去拿去东西。
交换二个数的理解：
值传递没有办法交换两个数。
用地址传递可以实现。
打个比方说：　在两个房间门口有两个服务人员，房间里有一本书和字典。现在要求交换这两件东西。服务员就是地址，如果找到服务员，然后让她把东西拿出来和别一个房间交换。这样达到了交换的目的。地址传递能够实现交换的目的。
另一种方法：在两个服务人员中还有一个人是管理人员，如果管理人员让这两个服务员换一下位置，这样以后按服务员找各自房间的东西，也起到了交换的目的。这是通过指针的指针来实现的。
以上二种情况是效率最高提第二种了。
第一种是交换房间的东西，人没有换。
第二种是交换人，东西没有换。
从以可以感性的知道，用指针操作会更快。　
例子：

void GetMemory(char *p, int num)
{
p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}
void Test(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory(str, 100); // str 仍然为 NULL
strcpy(str, "hello"); // 运行错误
}

这种情况下：　p=str; 是值传递。

void GetMemory2(char **p, int num)
{
*p = (char *)malloc(sizeof(char) * num) ;
}

void Test2(void)
{
char *str = NULL;
GetMemory2(&str, 100); // 注意参数是 &str，而不是str
strcpy(str, "hello");
cout<< str << endl;
free(str);
}

这种情况下：　　*p=&str; 是地址传递。
可以这样理解，理管人员(&str),　然后告诉服务员(*p)去找一个房间，这时管理人员和服务一起去，（相当于共占一个存储空间），服务员找到了房间，管理员也就知道了。

char *GetMemory3(int num)
{
char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
return p;
}
void Test3(void)
{
char *str = NULL;
str = GetMemory3(100);
strcpy(str, "hello");
cout<< str << endl;
free(str);
}

这种情况可以这样理解：服务员(p)找到了一个房间((char *)malloc(sizeof(char) * num);)，然后告诉(RETURN p;)管理员(str).

一． 三道考题
开讲之前，我先请你做三道题目

1. 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)
}
void main()
{
  int a=4,b=6;
  Exchg1 (a,b) ;
  printf(“a=%d,b=%d\n”,a,b)
}

输出的结果：
x=____, y=____
a=____, b=____
问下划线的部分应是什么，请完成。

2. 考题二：代码如下。

Exchg2(int *px, int *py)
{
  int tmp=*px;
  *px=*py;
   *py=tmp;
  print(“*px=%d,*py=%d\n”,*px,*py);
}
main()
{
  int a=4;
  int b=6;
      Exchg2(&a,&b);
      Print(“a=%d,b=%d\n”, a, b);
}

输出的结果为：
*px=____, *py=____
a=____, b=____
问下划线的部分应是什么，请完成。

3. 考题三：

Exchg2(int &x, int &y)
{
   int tmp=x;
   x=y;
   y=tmp;
  print(“x=%d,y=%d\n”,x,y);
}
main()
{
  int a=4;
  int b=6;
      Exchg2(a,b);
      Print(“a=%d,b=%d\n”, a, b);
}

输出的结果：
x=____, y=____
a=____, b=____
问下划线的部分输出的应是什么，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：

void 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)
}

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，那是因为你跟本就不知实参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”,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！
看题二的代码：

Exchg2(int *px, int *py)
{
  int tmp=*px;
  *px=*py;
  *py=tmp;
  print(“*px=%d,*py=%d\n”,*px,*py);
}
main()
{
  int a=4;
  int b=6;
      Exchg2(&a,&b);
      Print(“a=%d,b=%d\n”, a, b);
}

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;
print(“*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：

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;
  print(“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
      Print(“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：Exchg1(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。函数里操作的是a,b。