剖析C++编程当中指针作为函数参数的用法

前端技术 2023/09/09 C++

在C语言中，函数指针变量常见的用途之一是作为函数的参数，将函数名传给其他函数的形参。这样就可以在调用一个函数的过程中根据给定的不同实参调用不同的函数。

例如，利用这种方法可以编写一个求定积分的通用函数，用它分别求5个函数的定积分：

可以看出，每次需要求定积分的函数是不一样的。可以编写一个求定积分的通用函数integral，它有3个形参： 下限a、上限b，以及指向函数的指针变量fun。函数原型可写为：

  double integral (double a, double b, double (*fun)(double));


分别编写5个函数f1，f2，f3，f4，f5， 用来求上面5个函数的值。然后先后调用integral函数5次，每次调用时把a，b以及f1，f2，f3，f4，f5之一作为实参，即把上限、下限以及有关函数的入口地址传送给形参fun。在执行integral函数过程中求出各函数定积分的值。

在面向对象的C++程序设计中，这种用法就比较少了。
函数的参数不仅可以是整型、浮点型、字符型等数据，还可以是指针类型。它的作用是将一个变量的地址传送给被调用函数的形参。

【例】即对输入的两个整数按大小顺序输出。这里用函数处理，而且用指针类型的数据作函数参数。程序如下：

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
  void swap(int *p1,int *p2); //函数声明
  int *pointer_1,*pointer_2,a,b; //定义指针变量pointer_1,pointer_2,整型变量a,b
  cin>>a>>b;
  pointer_1=&a //使pointer_1指向a
  pointer_2=&b //使pointer_2指向b
  if(a<b) swap(pointer_1,pointer_2); //如果a<b,使*pointer_1和*pointer_2互换
  cout<<\"max=\"<<a<<\" min=\"<<b<<endl; //a已是大数,b是小数
  return 0;
}
void swap(int *p1,int *p2) //函数的作用是将*p1的值与*p2的值交换
{
  int temp;
  temp=*p1;    
  *p1=*p2;
  *p2=temp;     
}

运行情况如下:

45 78↙
max=78 min=45

请注意：不要将main函数中的swap函数调用写成

  if(a<b) swap(*pointer_1, *pointer_2);



请注意交换*p1和*p2的值是如何实现的。如果写成以下这样就有问题了：

void swap(int *p1, int *p2)
{
  int *temp;
  *temp=*p1; //此语句有问题
  *p1=*p2;
  *p2=*temp;      
}

本例采取的方法是交换a和b的值，而p1和p2的值不变。

可以看到，在执行swap函数后，主函数中的变量a和b的值改变了。这个改变不是通过将形参值传回实参来实现的。请读者考虑一下能否通过调用下面的函数实现a和b互换。

void swap(int x, int y)
{
  int temp;
  temp=x;
  x=y;
  y=temp;
}

在main函数中用“swap(a, b);”调用swap函数，会有什么结果呢？在函数调用时，a的值传送给x，b的值传送给y。执行完swap函数最后一个语句后，x和y的值是互换了，但main函数中的a和b并未互换，如图6.10(b)所示。也就是说由于虚实结合是采取单向的“值传递”方式，只能从实参向形参传数据，形参值的改变无法回传给实参。

为了使在函数中改变了的变量值能被main函数所用，不能采取把要改变值的变量作为参数的办法，而应该用指针变量作为函数参数。在函数执行过程中使指针变量所指向的变量值发生变化，函数调用结束后，这些变量值的变化依然保留下来，这样就实现了“通过调用函数使变量的值发生变化，在主调函数中使用这些改变了的值”的目的。

如果想通过函数调用得到n个要改变的值，可以采取下面的步骤：
在主调函数中设n个变量，用n个指针变量指向它们；
编写被调用函数，其形参为n个指针变量，这些形参指针变量应当与主调函数中的n个指针变量具有相同的基类型；
在主调函数中将n个指针变量作实参，将它们的值(是地址值)传给所调用函数的n个形参指针变量，这样，形参指针变量也指向这n个变量；
通过形参指针变量的指向，改变该n个变量的值;
在主调函数中就可以使用这些改变了值的变量。

请注意，不能企图通过改变形参指针变量的值而使实参指针变量的值改变。请分析下面程序：

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
  void swap(int *p1,int *p2);
  int *pointer_1,*pointer_2,a,b;
  cin>>a>>b;
  pointer_1=&a
  pointer_2=&b
  if(a<b) swap(pointer_1,pointer_2);
  cout<<\"max=\"<<a<<\" min=\"<<b<<endl;
  return 0;
}
void swap(int *p1,int *p2)
{
  int *temp;
  temp=p1;
  p1=p2;
  p2=temp;
}

实参变量和形参变量之间的数据传递是单向的“值传递”方式。指针变量作函数参数也要遵循这一规则。调用函数时不会改变实参指针变量的值，但可以改变实参指针变量所指向变量的值。

函数的调用可以（而且只可以）得到一个返回值（即函数值），而使用指针变量作函数参数，就可以通过指针变量改变主调函数中变量的值，相当于通过函数调用从被调用的函数中得到多个值。如果不用指针变量是难以做到这一点的。

【例】输入a，b，c 3个整数，按由大到小的顺序输出。

用上面介绍的方法，用3个指针变量指向3个整型变量，然后用swap函数来实现互换3个整型变量的值。程序如下：

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
  void exchange(int *,int *,int *); //对exchange函数的声明
  int a,b,c,*p1,*p2,*p3;
  cin>>a>>b>>c; //输入3个整数
  p1=&ap2=&bp3=&c //指向3个整型变量
  exchange(p1,p2,p3); //交换p1,p2,p3指向的3个整型变量的值
  cout<<a<<\" \"<<b<<\" \"<<c<<endl; //按由大到小的顺序输出3个整数
}
void exchange(int *q1,int *q2,int *q3)
{
  void swap(int *,int *); //对swap函数的声明
  if(*q1<*q2) swap(q1,q2); //调用swap,将q1与q2所指向的变量的值互换
  if(*q1<*q3) swap(q1,q3); //调用swap,将q1与q3所指向的变量的值互换
  if(*q2<*q3) swap(q2,q3); //调用swap,将q2与q3所指向的变量的值互换
}
void swap(int *pt1,int *pt2) //将pt1与pt2所指向的变量的值互换
{
  int temp;
  temp=*pt1;
  *pt1=*pt2;
  *pt2=temp;
}

运行情况如下:

12 -56 87↙
87 12 -56

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