指针作为函数的参数

7.4.2　指针作为函数的参数

1．用数组名作函数参数

在前面章节中介绍过可以用数组名作函数的参数。

例如：

程序中，array为实参数组名，arr为形参数组名。当用数组名作参数时，如果形参数组中各元素的值发生变化，则实参数组元素的值随之变化。

前已介绍，实参数组名代表该数组的首地址。形参是用来接收从实参传递过来的数组首地址的，因此，形参可以是一个指针变量(指针变量能存放地址)。实际上，C语言程序在编译时，都是将形参数组名作为指针变量来处理的。

例如：

编译时，将arr按指针变量处理，相当于：

以上两种写法是等价的。在调用该函数时，系统会建立一个指针变量arr，用来存放从主调函数传递过来的实参数组首元素的地址。在arr接收了实参数组的首元素地址后，arr就指向实参数组。因此，*arr就是array[0]的值，*(arr+1)、*(arr+2)、*(arr+3)分别是array[1]，array[2]，array[3]的值。表7-1列出了用变量名作函数参数和用数组名作函数参数的对比情况。

表7-1　用变量名作函数参数和用数组名作函数参数对比

C语言调用函数时，如果用变量名作为函数参数，则传递的是变量的值；如果用数组名作为函数参数，则传递的是数组的地址值，因此，形参应为指针变量或数组名。

实参数组名代表一个固定的地址值，是指针型常量，而形参数组并不是一个固定的地址值。在函数调用开始时，实参数组起始地址赋值给形参数组，但在函数执行期间，实参数组可以被再次赋值。

例如：

例7.21　将数组a中n个整数按相反顺序存放，如图7-8所示。

算法分析：先将a[0]与a[n-1]对换，再将a[l]与a[n-2]对换……直到将a[int(n-1)／2]与a[n-int((n-1)／2)-1]对换。

具体做法：设两个“位置指示变量”i和j，i的初值为0，j的初值为n-1。将a[i]与a[j]交换，然后使i的值加1，j的值减1，再将a[i]与a[j]对换，直到i＝(n-1)／2为止。

图7-8

程序如下：

运行结果如下：

上述程序还可以写成下面的形式（用指针变量作函数的形参）。

程序如下：

运行结果如下：

例7.22　从10个数中找出其中最大值和最小值。

分析：本题不要求改变数组元素的值，只要求得到最大值和最小值。但是调用一个函数只能得到一个返回值，为了能得到两个结果值，今用全局变量在函数之间“传递”数据。程序如下：

运行结果如下：

上述程序还可以写成下面的形式（用指针变量作函数的形参）。

程序如下：

运行结果如下：

归纳起来：有一个实参数组，如果想要在被调函数中改变此数组元素的值，函数调用时实参与形参的对应关系有以下4种情况：

（1）形参和实参都用数组名。

例如：

由于形参数组名接收了实参数组的地址，在函数调用期间，与实参数组共用一段内存单元，改变形参数组元素的值就是改变实参数组元素的值。例7.21的第一个程序就属于这种情况。

（2）实参用数组名，形参用指针变量。

例如：

实参a为数组名，形参x为指向整型变量的指针变量，函数开始执行时，x指向a[0]，即x=&a[0]，通过x值的改变，可以指向a数组的任何一个元素，改变x 所指向的数据值等同于改变a数组的元素值。例7.21的第二个程序就属于这种情况。

（3）实参形参都用指针变量。

例如：

实参p和形参x都是指针变量。先使实参指针变量p指向数组a,则p的值是&a[0]。函数调用时，将p的值传给形参指针变量x，此时x的初始值也是&a[0]，即p和x共同指向同一段内存单元。通过x值的改变可以使x指向数组a的任何一个元素，改变x 所指向的数据值等同于改变a数组的元素值。例7.22的第二个程序就属于这种情况。

（4）实参为指针变量，形参为数组名。

例如：

实参p为指针变量，先使指针变量p指向a[0]，即p＝a或p＝&a[0]。形参为数组名x，从前面的介绍可以知道，程序在编译时，将数组名x作为指针变量处理，函数调用时，将a[0]的地址传给形参x，使指针变量x指向a[0]。可以理解为形参数组x和a数组共用同一段内存单元。在函数执行过程中改变x[i]的值，就是改变a[i] 的值。例7.21的程序可以改写为例7.23中的程序。

例7.23　用实参指针变量改写例7.21。

程序如下：

运行结果如下：

注意：

上面的main函数中的指针变量p是有确定值的。如果在main函数中不设数组，只设指针变量，就会出错。

假如将程序中的main函数修改如下：

main函数在编译运行时将会出错，原因是指针变量arr没有确定值，没有指向一个确定的内存单元，无法进行正确的数据存取。因此，当使用指针变量作函数的实参时，必须先使该指针变量有一个确定值，明确指向一个已定义的内存单元。

以上四种方法，实质上都是地址的传递。其中(3)、(4)两种只是形式上不同，实际上都是使用指针变量。

2.用字符串指针作函数参数

将一个字符串从一个函数传递到另一个函数，可以用地址传递的方法，即用字符数组名作参数或用指向字符的指针变量作参数。如果在被调函数中改变字符串的内容，在主调函数中可以得到改变了的字符串。

（1）用字符数组作参数。

例7.24　用函数调用实现字符串的复制。

程序如下：

程序运行结果如下：

上面程序中，a和b都是字符数组。初值如图7-9(a)所示。copy_string函数的作用是将from[i]赋给to[i]，直到from[i]的值等于'\0'为止。在调用copy_string函数时，将a和b第1个字符的地址分别传递给形参数组from和to。因此from[i]和a[i]是同一个单元，to[i]和b [i]是同一个单元。程序执行完以后，b数组的内容如图7-9(b)所示。可以看出，由于b数组原来的长度大于a数组，因此在将a数组复制到b数组后，未能全部覆盖b数组原有内容。b数组最后3个元素仍保留原状。在输出b时由于按%s(字符串)输出，遇'\0'表示输出结束，因此，第一个'\0'后的字符不输出。如果不采取%s格式输出而用%c逐个输出字符是可以输出后面这些字符的。

图7-9

在main函数中也可以不定义字符数组，而用字符型指针变量。main函数可改写如下：

程序的运行结果不变。

（2）形参用字符指针变量。

例7.24的程序中，可以使用指针变量作为被调函数的形参。

程序如下：

上面的程序中，形参from和to是字符指针变量。在调用copy_string时，将数组a首元素的地址传给from，把数组b首元素的地址传给to 。在函数copy_string中的for循环中，每次将*from赋给*to,第1次就是将a数组中第1个字符赋给b数组的第1个字符。在执行from++和to++以后，from和to。就分别指向a[1]和b[1]。再执行*to=*from，就将a[l]赋给b[1]，依次类推，最后将'＼0'赋给*to。

注意：

上面被调函数的形式可以写成多种形式。

①将copy_string函数改写为：

上述代码将"*to＝*from"的操作放在while语句的表达式中，并且将赋值运算与判断是否为'\0'的运算放在一个表达式中，先赋值后判断。在循环体中使to和from每次增1，指向下一个元素，直到*from的值为'\0'为止。

②copy_string函数还可改写为：

上面程序是将to++和from++运算与*to＝*from合并，它的执行过程是，先将*from赋给*to，然后使to和from增值。这样，程序显得更加简洁。

③函数还可改写成

上面的程序代码中，当*from不为'\0'时，将*from赋给*to，然后使to和from增值。

④字符可以用其ASCII码来代替。例如，ch='a'可以用ch=97代替，while(ch!='a')可以用while(ch!=97)代替。因此，while(*from!='＼0')可以用while(*from!=0)代替(因为'＼0'的ASCII代码为0)。另外，关系表达式*from!=0还可简化为*from，这是因为如果*form的值不等于0，则表达式*from为真，同时*from!=0也为真。因此while(*from!=0)和while(*from)是等价的。所以，copy_string函数体可简化为：

⑤如果使用指针变量，函数copy_string还可改写为：

以上程序代码写法多样，使用十分灵活、方便，初看起来不太习惯，含义也不直观。初学者要全面掌握可能有些困难，也容易出错。但对C程序熟练之后，就比较容易理解了。在C语言程序设计中，以上多种形式的代码使用是比较常见的，希望读者逐渐熟悉它，掌握它。