C语言中值传递、指针传递和引用传递

在C语言中值传递、指针传递和引用传递这三种函数参数传递方式是比较基本的知识，用的比较普遍，但不仔细分析其实质的话，时间长容易记混了。网上的资料也较多但多数都不系统，本文力求用最白话的表达和简单的示例把这三种方式描述清楚。没时间看分析的直接看简述就可以了。

简述

值传递就是最普通的传递方式，比如函数定义为fun(int a)，在调用的地方有int x=6， 使用fun(x)就可以了。这种方式在fun(int a)函数内部的对a的修改 不能 导致外部x的变化。 
- 指针传递其实也就是地址传递，函数定义为fun(int *a)，形参为指针，这就要求调用的时候传递进去一个参数的地址，例如int x=6; fun(&x)。 这种方式在fun(int a)函数内部的对a的修改 能 导致外部x的变化。 
- 引用传递相比前两种方式用的比较少，但也非常有用。引用传递函数定义为fun(int &a)，这里&符号是引用而不是取地址的意思，调用方式和值传递类似，例如int x=6; fun(x)。 但是这种方式在fun(int a)函数内部的对a的修改 能 导致外部x的变化。

表格是一种比较直接的表达方式，列个表格可以对这三种方式一目了然，假设调用fun函数之前都有定义int x=6，这三种方式异同如下表所示：

传递方式	函数定义	函数调用	函数内对a修改的影响
值传递	fun(int a)	fun(x)	外部x不变
指针传递	fun(int *a)	fun(&x)	外部x同步更改
引用传递	fun(int &a)	fun(x)	外部x同步更改

分析

下面三部分代码都尝试在swap函数内对输入参数进行数值交换，通过打印其数值和指针来分析。

值传递

函数内部使用这个参数，对这个参数的修改对函数外的原始数据不起作用。

示例：

#include <stdio.h>

void swap(int a, int b){
    printf("swap enter\n");
    printf("a = %d, ptr = %p\n", a, &a);
    printf("b = %d, ptr = %p\n", a, &b);

    int tmp = b;
    b = a;
    a = tmp;

    printf("a = %d, ptr = %p\n", a, &a);
    printf("b = %d, ptr = %p\n", b, &b);
    printf("swap leave\n");
}

int main() {
    int x = 1;
    int y = 2;
    printf("x = %d, ptr = %p\n", x, &x);
    printf("y = %d, ptr = %p\n", y, &y);

    swap(x, y);

    printf("x = %d, ptr = %p\n", x, &x);
    printf("y = %d, ptr = %p\n", y, &y);

    return 0;
}

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运行结果：

x = 1, ptr = 000000000022FE4C
y = 2, ptr = 000000000022FE48
swap enter
a = 1, ptr = 000000000022FE20
b = 1, ptr = 000000000022FE28
a = 2, ptr = 000000000022FE20
b = 1, ptr = 000000000022FE28
swap leave
x = 1, ptr = 000000000022FE4C
y = 2, ptr = 000000000022FE48

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结果表明： 
swap函数内部a b的数值进行交换，但是没有影响到x y的值。swap函数形参a b所指向的内存地址和外部x y的地址不一样。 
实质： 
swap为形式参数 a b创建了内存空间，main函数调用swap函数的时候，把x y的值copy给新创建的 a b 。a b和x y分别在不同的内存位置中，因而对这个新创建的 a b 操作不会影响外部的 x y的值。

带有返回值的函数，比如int fun(){int x=7; return x}，外部调用方式为int a=fun();，这时是把x的数值copy了一份给外部a所在的内存空间，并释放了x所在的内存空间（系统自动分配的栈内存），在fun函数调用后即使知道x的内存地址也可能取不到相应的数据。 
返回值为指针的函数，比如char *fun(){...; return str;}，函数中待返回的变量必须是使用malloc等函数手动申请空间（堆内存）的数据，且外部使用后要手动释放。因为系统自动申请的栈内存会在函数调用后自动释放。

指针传递（地址传递）

形参为指向实参地址的指针，当对形参的指向操作时，就相当于操作实参本身。

示例：

#include <stdio.h>

void swap(int *a, int *b){
    printf("swap enter\n");
    printf("a = %d, ptr = %p\n", *a, a);
    printf("b = %d, ptr = %p\n", *a, b);

    int tmp = *b;
    *b = *a;
    *a = tmp;

    printf("a = %d, ptr = %p\n", *a, a);
    printf("b = %d, ptr = %p\n", *b, b);
    printf("swap leave\n");
}

int main() {
    int x = 1;
    int y = 2;
    printf("x = %d, ptr = %p\n", x, &x);
    printf("y = %d, ptr = %p\n", y, &y);

    swap(&x, &y);

    printf("x = %d, ptr = %p\n", x, &x);
    printf("y = %d, ptr = %p\n", y, &y);

    return 0;
}

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运行结果：

x = 1, ptr = 000000000022FE4C
y = 2, ptr = 000000000022FE48
swap enter
a = 1, ptr = 000000000022FE4C
b = 1, ptr = 000000000022FE48
a = 2, ptr = 000000000022FE4C
b = 1, ptr = 000000000022FE48
swap leave
x = 2, ptr = 000000000022FE4C
y = 1, ptr = 000000000022FE48

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结果表明： 
swap函数内部a b的数值进行交换，外部的x y的值也发生了交换。swap函数形参a b所指向的内存地址和外部x y的地址分别都相同。 
实质是： 
swap函数形式参数其实是一个指针，可能把fun(int *a)写成fun(int* a)就比较容易理解了，形参a为地址指针。*a就是x，a就是&x。函数内部要想修改其数值就要使用*a取数值，打印其地址直接打印a就可以了。 
函数内部对a b的操作实际上是操作x y所在的内存空间，所以函数内的修改会影响到外部x y的数值。

引用传递

引用传递的形参加一个&符号，这个形参相当于实参的一个别名，对形参的操作都相当于对实参的操作。

示例：

#include <stdio.h>

void swap(int &a, int &b){
    printf("swap enter\n");
    printf("a = %d, ptr = %p\n", a, &a);
    printf("b = %d, ptr = %p\n", a, &b);

    int tmp = b;
    b = a;
    a = tmp;

    printf("a = %d, ptr = %p\n", a, &a);
    printf("b = %d, ptr = %p\n", b, &b);
    printf("swap leave\n");
}

int main() {
    int x = 1;
    int y = 2;
    printf("x = %d, ptr = %p\n", x, &x);
    printf("y = %d, ptr = %p\n", y, &y);

    swap(x, y);

    printf("x = %d, ptr = %p\n", x, &x);
    printf("y = %d, ptr = %p\n", y, &y);

    return 0;
}

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运行结果：

x = 1, ptr = 000000000022FE4C
y = 2, ptr = 000000000022FE48
swap enter
a = 1, ptr = 000000000022FE4C
b = 1, ptr = 000000000022FE48
a = 2, ptr = 000000000022FE4C
b = 1, ptr = 000000000022FE48
swap leave
x = 2, ptr = 000000000022FE4C
y = 1, ptr = 000000000022FE48

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结果表明： 
函数内对形参的使用方式和值传递相同，产生的效果和指针传递相同。 
swap函数内部a b的数值进行交换，外部的x y的值也发生了交换。swap函数形参a b所指向的内存地址和外部x y的地址分别都相同。

实质是： 
形式参数前加&符号，这个形参相当于实参的一个别名，对这个形参的操作等同于对实参的操作，有点类似快捷方式。a等同于x，比如fun(int &a)函数内对a的操作和值传递的函数fun(int a)中对形参的操作一样，但是修改形参同时也是修改实参。

在C语言中值传递、指针传递和引用传递这三种函数参数传递方式是比较基本的知识，用的比较普遍，但不仔细分析其实质的话，时间长容易记混了。网上的资料也较多但多数都不系统，本文力求用最白话的表达和简单的示例把这三种方式描述清楚。没时间看分析的直接看简述就可以了。

简述

值传递就是最普通的传递方式，比如函数定义为fun(int a)，在调用的地方有int x=6， 使用fun(x)就可以了。这种方式在fun(int a)函数内部的对a的修改 不能 导致外部x的变化。 
- 指针传递其实也就是地址传递，函数定义为fun(int *a)，形参为指针，这就要求调用的时候传递进去一个参数的地址，例如int x=6; fun(&x)。 这种方式在fun(int a)函数内部的对a的修改 能 导致外部x的变化。 
- 引用传递相比前两种方式用的比较少，但也非常有用。引用传递函数定义为fun(int &a)，这里&符号是引用而不是取地址的意思，调用方式和值传递类似，例如int x=6; fun(x)。 但是这种方式在fun(int a)函数内部的对a的修改 能 导致外部x的变化。

表格是一种比较直接的表达方式，列个表格可以对这三种方式一目了然，假设调用fun函数之前都有定义int x=6，这三种方式异同如下表所示：

传递方式	函数定义	函数调用	函数内对a修改的影响
值传递	fun(int a)	fun(x)	外部x不变
指针传递	fun(int *a)	fun(&x)	外部x同步更改
引用传递	fun(int &a)	fun(x)	外部x同步更改

分析

下面三部分代码都尝试在swap函数内对输入参数进行数值交换，通过打印其数值和指针来分析。

值传递

函数内部使用这个参数，对这个参数的修改对函数外的原始数据不起作用。

示例：

#include <stdio.h>

void swap(int a, int b){
    printf("swap enter\n");
    printf("a = %d, ptr = %p\n", a, &a);
    printf("b = %d, ptr = %p\n", a, &b);

    int tmp = b;
    b = a;
    a = tmp;

    printf("a = %d, ptr = %p\n", a, &a);
    printf("b = %d, ptr = %p\n", b, &b);
    printf("swap leave\n");
}

int main() {
    int x = 1;
    int y = 2;
    printf("x = %d, ptr = %p\n", x, &x);
    printf("y = %d, ptr = %p\n", y, &y);

    swap(x, y);

    printf("x = %d, ptr = %p\n", x, &x);
    printf("y = %d, ptr = %p\n", y, &y);

    return 0;
}

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x = 1, ptr = 000000000022FE4C
y = 2, ptr = 000000000022FE48
swap enter
a = 1, ptr = 000000000022FE20
b = 1, ptr = 000000000022FE28
a = 2, ptr = 000000000022FE20
b = 1, ptr = 000000000022FE28
swap leave
x = 1, ptr = 000000000022FE4C
y = 2, ptr = 000000000022FE48

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结果表明： 
swap函数内部a b的数值进行交换，但是没有影响到x y的值。swap函数形参a b所指向的内存地址和外部x y的地址不一样。 
实质： 
swap为形式参数 a b创建了内存空间，main函数调用swap函数的时候，把x y的值copy给新创建的 a b 。a b和x y分别在不同的内存位置中，因而对这个新创建的 a b 操作不会影响外部的 x y的值。

带有返回值的函数，比如int fun(){int x=7; return x}，外部调用方式为int a=fun();，这时是把x的数值copy了一份给外部a所在的内存空间，并释放了x所在的内存空间（系统自动分配的栈内存），在fun函数调用后即使知道x的内存地址也可能取不到相应的数据。 
返回值为指针的函数，比如char *fun(){...; return str;}，函数中待返回的变量必须是使用malloc等函数手动申请空间（堆内存）的数据，且外部使用后要手动释放。因为系统自动申请的栈内存会在函数调用后自动释放。

指针传递（地址传递）

形参为指向实参地址的指针，当对形参的指向操作时，就相当于操作实参本身。

示例：

#include <stdio.h>

void swap(int *a, int *b){
    printf("swap enter\n");
    printf("a = %d, ptr = %p\n", *a, a);
    printf("b = %d, ptr = %p\n", *a, b);

    int tmp = *b;
    *b = *a;
    *a = tmp;

    printf("a = %d, ptr = %p\n", *a, a);
    printf("b = %d, ptr = %p\n", *b, b);
    printf("swap leave\n");
}

int main() {
    int x = 1;
    int y = 2;
    printf("x = %d, ptr = %p\n", x, &x);
    printf("y = %d, ptr = %p\n", y, &y);

    swap(&x, &y);

    printf("x = %d, ptr = %p\n", x, &x);
    printf("y = %d, ptr = %p\n", y, &y);

    return 0;
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x = 1, ptr = 000000000022FE4C
y = 2, ptr = 000000000022FE48
swap enter
a = 1, ptr = 000000000022FE4C
b = 1, ptr = 000000000022FE48
a = 2, ptr = 000000000022FE4C
b = 1, ptr = 000000000022FE48
swap leave
x = 2, ptr = 000000000022FE4C
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swap函数内部a b的数值进行交换，外部的x y的值也发生了交换。swap函数形参a b所指向的内存地址和外部x y的地址分别都相同。 
实质是： 
swap函数形式参数其实是一个指针，可能把fun(int *a)写成fun(int* a)就比较容易理解了，形参a为地址指针。*a就是x，a就是&x。函数内部要想修改其数值就要使用*a取数值，打印其地址直接打印a就可以了。 
函数内部对a b的操作实际上是操作x y所在的内存空间，所以函数内的修改会影响到外部x y的数值。

引用传递

引用传递的形参加一个&符号，这个形参相当于实参的一个别名，对形参的操作都相当于对实参的操作。

示例：

#include <stdio.h>

void swap(int &a, int &b){
    printf("swap enter\n");
    printf("a = %d, ptr = %p\n", a, &a);
    printf("b = %d, ptr = %p\n", a, &b);

    int tmp = b;
    b = a;
    a = tmp;

    printf("a = %d, ptr = %p\n", a, &a);
    printf("b = %d, ptr = %p\n", b, &b);
    printf("swap leave\n");
}

int main() {
    int x = 1;
    int y = 2;
    printf("x = %d, ptr = %p\n", x, &x);
    printf("y = %d, ptr = %p\n", y, &y);

    swap(x, y);

    printf("x = %d, ptr = %p\n", x, &x);
    printf("y = %d, ptr = %p\n", y, &y);

    return 0;
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x = 1, ptr = 000000000022FE4C
y = 2, ptr = 000000000022FE48
swap enter
a = 1, ptr = 000000000022FE4C
b = 1, ptr = 000000000022FE48
a = 2, ptr = 000000000022FE4C
b = 1, ptr = 000000000022FE48
swap leave
x = 2, ptr = 000000000022FE4C
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函数内对形参的使用方式和值传递相同，产生的效果和指针传递相同。 
swap函数内部a b的数值进行交换，外部的x y的值也发生了交换。swap函数形参a b所指向的内存地址和外部x y的地址分别都相同。

实质是： 
形式参数前加&符号，这个形参相当于实参的一个别名，对这个形参的操作等同于对实参的操作，有点类似快捷方式。a等同于x，比如fun(int &a)函数内对a的操作和值传递的函数fun(int a)中对形参的操作一样，但是修改形参同时也是修改实参。