C語言指針的傳遞

時間：2025-12-17 08:02:04 C語言我要投稿

C語言指針的傳遞

　　傳遞指針可以讓多個函數(shù)訪問指針?biāo)玫膶ο�，而不用把對象聲明為全局可訪問，要在某個函數(shù)中修改數(shù)據(jù)，需要用指針傳遞數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)是需要修改的指針的時候，就要傳遞指針的指針，傳遞參數(shù)(包括指針)的時候，傳遞的是它們的值，也就是說，傳遞給函數(shù)的是參數(shù)值的一個副本，本文將討論C語言中指針傳遞給函數(shù)與從函數(shù)返回指針的內(nèi)容。

　　用指針傳遞數(shù)據(jù)

　　用指針傳遞數(shù)據(jù)的一個主要原因是函數(shù)可以修改數(shù)據(jù)

　　下面的代碼實現(xiàn)一個常見的交換函數(shù)：

　　#include

　　void swap(int* a, int* b)

　　{

　　int tmp;

　　tmp = *a;

　　*a = *b;

　　*b = tmp;

　　}

　　int main()

　　{

　　int m, n;

　　m = 5;

　　n = 10;

　　printf("m=%d, n=%d ",m, n);

　　swap(&m, &n);

　　printf("m=%d, n=%d ",m, n);

　　return 0;

　　}

　　如果不通過指針傳遞參數(shù)，交換就不會發(fā)生，具體的原理參見任何一本C語言教材

　　傳遞指向常量的指針

　　傳遞指向常量的指針是C中常用的技術(shù)，效率很高，因為避免某種情況下復(fù)制大量內(nèi)存，如果不希望數(shù)據(jù)被修改，就要傳遞指向常量的指針

　　我們不能修改通過指向常量的指針傳進(jìn)來的值：

　　#include

　　void passconstant(const int* num1, int*num2)

　　{

　　*num2 = *num1;

　　}

　　int main()

　　{

　　const int a = 100;

　　int b = 5;

　　printf("a=%d, b=%d ",a, b);

　　passconstant(&a, &b);

　　printf("a=%d, b=%d ",a, b);

　　return 0;

　　}

　　下面的代碼會產(chǎn)生錯誤(第二個形參和實參的類型不匹配，試圖修改第一個參數(shù)所引用的常量)：

　　#include

　　void passconstant(const int* num1, int* num2)

　　{

　　*num1 = 100;

　　*num2 = 200;

　　}

　　int main()

　　{

　　const int limit = 100;

　　passconstant(&limit, &limit);

　　return 0;}

　　C語言中堆和棧的區(qū)別

　　預(yù)備知識—程序的內(nèi)存分配

　　一個由C編譯的程序占用的內(nèi)存分為以下幾個部分：

　　1、棧區(qū)(stack)— 由編譯器自動分配釋放，存放函數(shù)的參數(shù)值，局部變量的值等。其操作方式類似于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧。

　　2、堆區(qū)(heap) — 一般由程序員分配釋放，若程序員不釋放，程序結(jié)束時可能由OS回收。注意它與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的堆是兩回事，分配方式倒是類似于鏈表。

　　3、全局區(qū)(靜態(tài)區(qū))(static)，全局變量和靜態(tài)變量的存儲是放在一塊的，初始化的全局變量和靜態(tài)變量在一塊區(qū)域，未初始化的全局變量和未初始化的靜態(tài)變量在相鄰的另一塊區(qū)域。程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放。

　　4、文字常量區(qū) —常量字符串就是放在這里的，程序結(jié)束后由系統(tǒng)釋放

　　5、程序代碼區(qū)—存放函數(shù)體的二進(jìn)制代碼。

　　下面就說說C語言程序內(nèi)存分配中的堆和棧，內(nèi)存分配一般情況下程序存放在Rom或Flash中，運(yùn)行時需要拷到內(nèi)存中執(zhí)行，內(nèi)存會分別存儲不同的信息，如下圖所示：

　　內(nèi)存中的棧區(qū)處于相對較高的地址以地址的增長方向為上的話，棧地址是向下增長的，棧中分配局部變量空間，堆區(qū)是向上增長的用于分配程序員申請的內(nèi)存空間。另外還有靜態(tài)區(qū)是分配靜態(tài)變量，全局變量空間的;只讀區(qū)是分配常量和程序代碼空間的;以及其他一些分區(qū)。

　　堆棧的區(qū)別，來看一個經(jīng)典例子：

　　#include

　　int a = 0; /pic/p>

　　char *p1; /pic/p>

　　int main()

　　{

　　int b; /pic/p>

　　char s[] = "abc"; /pic/p>

　　char *p2; /pic/p>

　　char *p3 = "123456"; /pic/p>

　　static int c =0; /pic/p>

　　p1 = (char*)malloc(10); /pic/p>

　　p2 = (char*)malloc(10);

　　return 0;

　　}

　　不知道你是否有點明白了，堆和棧的第一個區(qū)別就是申請方式不同：棧(英文名稱是stack)是系統(tǒng)自動分配空間的，例如我們定義一個 char a;系統(tǒng)會自動在棧上為其開辟

　　空間。而堆(英文名稱是heap)則是程序員根據(jù)需要自己申請的空間，例如malloc(10);由于棧上的空間是自動分配自動回收的，所以棧上的數(shù)據(jù)的生存周期只是在函數(shù)的運(yùn)行過程中，運(yùn)行后就釋放掉，不可以再訪問。而堆上的數(shù)據(jù)只要程序員不釋放空間，就一直可以訪問到，不過缺點是一旦忘記釋放會造成內(nèi)存泄露。還有其他的一些區(qū)別網(wǎng)上的總結(jié)的不錯這里轉(zhuǎn)述一下：

　　1.申請后系統(tǒng)的響應(yīng)

　　棧：只要棧的剩余空間大于所申請空間，系統(tǒng)將為程序提供內(nèi)存，否則將報異常提示棧溢出。

　　堆：首先應(yīng)該知道操作系統(tǒng)有一個記錄空閑內(nèi)存地址的鏈表，當(dāng)系統(tǒng)收到程序的申請時，會遍歷該鏈表，尋找第一個空間大于所申請空間的堆結(jié)點，然后將該結(jié)點從空閑結(jié)點鏈表中刪除，并將該結(jié)點的空間分配給程序，另外，對于大多數(shù)系統(tǒng)，會在這塊內(nèi)存空間中的首地址處記錄本次分配的大小，這樣，代碼中的語句才能正確的釋放本內(nèi)存空間。另外，由于找到的堆結(jié)點的大小不一定正好等于申請的大小，系統(tǒng)會自動的將多余的那部分重新放入空閑鏈表中，也就是說堆會在申請后還要做一些后續(xù)的工作這就會引出申請效率的問題。

　　2.申請效率的比較

　　棧：由系統(tǒng)自動分配，速度較快。但程序員是無法控制的。

　　堆：是由new分配的內(nèi)存，一般速度比較慢，而且容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片,不過用起來最方便。

　　3.申請大小的限制

　　棧：在Windows下,棧是向低地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是一塊連續(xù)的內(nèi)存的區(qū)域。這句話的意思是棧頂?shù)牡刂泛蜅５淖畲笕萘渴窍到y(tǒng)預(yù)先規(guī)定好的，在 WINDOWS下，棧的大小是2M(也有的說是1M，總之是一個編譯時就確定的常數(shù))，如果申請的空間超過棧的剩余空間時，將提示overflow。因此，能從棧獲得的空間較小。

　　堆：堆是向高地址擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是不連續(xù)的內(nèi)存區(qū)域。這是由于系統(tǒng)是用鏈表來存儲的空閑內(nèi)存地址的，自然是不連續(xù)的，而鏈表的遍歷方向是由低地址向高地址。堆的大小受限于計算機(jī)系統(tǒng)中有效的虛擬內(nèi)存。由此可見，堆獲得的空間比較靈活，也比較大。

　　4.堆和棧中的存儲內(nèi)容

　　棧：在函數(shù)調(diào)用時，第一個進(jìn)棧的是主函數(shù)中函數(shù)調(diào)用后的下一條指令(函數(shù)調(diào)用語句的下一條可執(zhí)行語句)的地址，然后是函數(shù)的各個參數(shù)，在大多數(shù)的C編譯器中，參數(shù)是由右往左入棧的，然后是函數(shù)中的局部變量。注意靜態(tài)變量是不入棧的。當(dāng)本次函數(shù)調(diào)用結(jié)束后，局部變量先出棧，然后是參數(shù)，最后棧頂指針指向最開始存的地址，也就是主函數(shù)中的下一條指令，程序由該點繼續(xù)運(yùn)行。

　　堆：一般是在堆的頭部用一個字節(jié)存放堆的大小。堆中的具體內(nèi)容有程序員安排。

　　堆和棧的區(qū)別可以引用一位前輩的比喻來看出：

　　使用棧就象我們?nèi)ワ堭^里吃飯，只管點菜(發(fā)出申請)、付錢、和吃(使用)，吃飽了就走，不必理會切菜、洗菜等準(zhǔn)備工作和洗碗、刷鍋等掃尾工作，他的好處是快捷，但是自由度小。使用堆就象是自己動手做喜歡吃的菜肴，比較麻煩，但是比較符合自己的口味，而且自由度大。

　　局部變量指針

　　如果不了解程序棧如何工作，就很容易犯返回指向局部數(shù)據(jù)指針的錯誤，看下面的例子：

　　#include

　　int* allocateArray(int size, int value)

　　{

　　int arr[size];

　　for(int i = 0; i < size; i++) {

　　arr[i] = value;

　　}

　　return arr;

　　}

　　int main()

　　{

　　int* vector = allocateArray(5, 45);

　　for(int i = 0; i < 5; i++) {

　　printf("%d ", vector[i]);

　　}

　　return 0;

　　}

　　一旦函數(shù)返回，返回的數(shù)組地址也就無效，因為函數(shù)的棧幀從棧中彈出了

　　有一種方法是把a(bǔ)rr變量聲明為static，這樣會把變量的作用域現(xiàn)在在函數(shù)內(nèi)部，但是分配在棧幀的外面，避免其他函數(shù)覆寫變量值

　　#include

　　int* allocateArray(int size, int value)

　　{

　　static int arr[10];

　　for(int i = 0; i < size; i++) {

　　arr[i] = value;

　　}

　　return arr;

　　}

　　int main()

　　{

　　int* vector = allocateArray(5, 45);

　　for(int i = 0; i < 5; i++) {

　　printf("%d ", vector[i]);

　　}

　　return 0;

　　}

　　返回指針

　　從函數(shù)返回對象經(jīng)常使用以下兩種技術(shù)：

　　使用malloc在函數(shù)內(nèi)部分配內(nèi)存并返回其地址，調(diào)用者負(fù)責(zé)釋放返回的內(nèi)存

　　傳遞一個對象給函數(shù)，讓函數(shù)修改它，這樣分配和釋放對象的內(nèi)存都是調(diào)用者的責(zé)任

　　#include

　　int* allocateArray(int size, int value)

　　{

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

　　for(int i = 0; i < size; i++) {

　　arr[i] = value;

　　}

　　return arr;

　　}

　　int main()

　　{

　　int* vector = allocateArray(5, 45);

　　for(int i = 0; i < 5; i++) {

　　printf("%d ", vector[i]);

　　}

　　free(vector);

　　return 0;

　　}

　　下面這個版本的allocateArray函數(shù)傳遞了一個數(shù)組指針、數(shù)組的長度和用來初始化數(shù)組元素的值，返回指針只是為了方便

　　#include

　　int* allocateArray(int *arr, int size, int value)

　　{

　　if(arr != NULL) {

　　for(int i = 0; i < size; i++) {

　　arr[i] = value;

　　}

　　return arr;

　　}

　　int main()

　　{

　　int* vector = (int*)malloc(5 * sizeof(int));

　　allocateArray(vector, 5, 45);

　　for(int i = 0; i < 5; i++) {

　　printf("%d ", vector[i]);

　　}

　　free(vector);

　　return 0;

　　}

　　傳遞指針的指針

　　將指針傳遞給函數(shù)的時候，傳遞的是值，如果希望修改原指針而不是指針的副本，就需要傳遞指針的指針

　　#include

　　void allocateArray(int **arr, int size, int value)

　　{

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

　　if(arr != NULL) {

　　for(int i = 0; i < size; i++) {

　　*(*arr + i) = value;

　　}

　　int main()

　　{

　　int* vector = NULL;

　　allocateArray(&vector, 5, 45);

　　for(int i = 0; i < 5; i++) {

　　printf("%d ", vector[i]);

　　}

　　free(vector);

　　return 0;

　　}

　　二叉樹遞歸實現(xiàn)與二重指針

　　二叉樹的諸多操作往往是通過遞歸調(diào)用來實現(xiàn)的，這就決定，不能只通過main函數(shù)實現(xiàn)全部過程，其中還需要調(diào)用main外定義的函數(shù)。也因此，對main調(diào)用外定義的函數(shù)的參數(shù)傳遞，就有了嚴(yán)格的要求。在網(wǎng)上查找很多關(guān)于二叉樹建立的程序，但直接拷貝在自己計算機(jī)上運(yùn)行卻發(fā)現(xiàn)不少錯誤，無法編譯通過。以下有關(guān)代碼編譯通過，不涉及二叉樹的全部操作，著重通過C語言實現(xiàn)二叉樹的創(chuàng)建過程說明遞歸實現(xiàn)與二重指針的相關(guān)問題。

　　1、二叉樹的定義

　　二叉樹的定義結(jié)構(gòu)通常為如下形式：

　　typedef struct Node

　　{

　　char ch;

　　struct Node *lchild,*rchild;

　　}Node,*BTree;

　　Node一般可用來定義二叉樹節(jié)點，而*BTree可用來定義指向二叉樹(根節(jié)點)的指針

　　2、內(nèi)存動態(tài)分配

　　采用內(nèi)存動態(tài)分配需要用到malloc函數(shù)。值得注意的是，該函數(shù)在成功開辟新的內(nèi)存時，默認(rèn)返回void*指針，因此需要強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成Node*形式，其調(diào)用形式如(Node*)malloc(sizeof(Node))

　　3、遞歸調(diào)用

　　因為遞歸調(diào)用的需要，二叉樹的一些操作需要獨(dú)立作為一個函數(shù)。但是，這些函數(shù)是在main中調(diào)用，因此傳遞的參數(shù)和返回的值的處理是非常重要的。另外注意，對二叉樹的操作，首先就需要知道二叉樹的入口，即指向二叉樹的指針，也即指向二叉樹根節(jié)點的指針。因此，所傳遞的參數(shù)，則為指向根節(jié)點的指針。又因為涉及分配內(nèi)存的操作，必須傳遞二級指針，如下程序，CreateTree函數(shù)可以是由返回值，也可以不具有返回值(因為傳遞的是地址)。在main函數(shù)中作了測試，返回的值為二叉樹根節(jié)點的值。

　　void CreateTree(Node** pTree)

　　{

　　char ch;

　　scanf("%c",&ch);

　　if(chr == '#') {

　　(*pTree) = NULL;

　　} else {

　　if(!((*pTree) = (Node*)malloc(sizeof(Node)))) {

　　exit(OVERFLOW);

　　}

　　(*pTree)->ch = chr;

　　CreateTree(&((*pTree)->lchild));