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c++ 函数参数传递

news 2025/5/4 10:43:46

C++ 中的值传递和地址传递

在 C++ 中，函数参数传递主要有两种方式：值传递和地址传递（指针传递和引用传递都属于地址传递的变体）。

1. 值传递

特点

函数接收的是实参的副本
对形参的修改不会影响原始变量
适用于小型数据（基本类型、小型结构体）

void increment(int x) {x++;  // 只修改局部副本
}int main() {int a = 5;increment(a);cout << a;  // 输出 5，原始值未改变return 0;
}

值传递优缺点

优点：

安全，原始数据不会被意外修改
实现简单直观

缺点：

对于大型对象，复制开销大
无法通过参数返回修改结果

2. 地址传递

2.1 指针传递

void increment(int* x) {(*x)++;  // 解引用并修改原始值
}int main() {int a = 5;increment(&a);  // 传递地址cout << a;      // 输出 6，原始值被修改return 0;
}

2.2 引用传递

void increment(int& x) {x++;  // 直接修改原始值
}int main() {int a = 5;increment(a);  // 看起来像值传递，实际是引用传递cout << a;     // 输出 6return 0;
}

地址传递的优缺点

优点：

避免大型对象的复制开销（减少内存拷贝，提升性能）
可以在函数中修改实参的值

#include <iostream>
using namespace std;void func(int a, int b, int c, int* max, int* min)
{// 先假设a是最大值，b是最小值*max = a;*min = b;if (b > a) {*max = b;*min = a;}// 检查c是否比当前最大值大if (c > *max) {*max = c;}// 检查c是否比当前最小值小else if (c < *min) {*min = c;}
}int main()
{int a = 5;int b = 8;int c = 1;int max, min;  // 声明max和min变量func(a, b, c, &max, &min);  // 传递max和min的地址cout << "max = " << max << ", " << "min = " << min << endl;return 0;
}

缺点：

可能意外修改原始数据（指针传递）
指针可能为 nullptr（需要检查）
引用不能重新绑定（有时是优点）

3. 对比表格

特性	值传递	指针传递	引用传递
传递内容	值的副本	内存地址	别名（隐式指针）
语法	`func(int x)`	`func(int* x)`	`func(int& x)`
调用方式	`func(a)`	`func(&a)`	`func(a)`
修改原始值	不能	能	能
空值检查	不需要	需要	不需要
性能	小型数据高效	大型数据高效	大型数据高效
安全性	高	中（可能空指针）	高
可读性	直观	需要理解指针	直观

4. 现代C++最佳实践：

优先使用const引用传递大型只读对象

void printBigObject(const BigObject& obj);

使用智能指针代替裸指针进行资源管理

void process(std::shared_ptr<Resource> res);

5. 示例：三种方式实现swap函数

// 值传递（无法实现swap）
void swap_fail(int a, int b) {int temp = a;a = b;b = temp;
}// 指针传递
void swap_ptr(int* a, int* b) {int temp = *a;*a = *b;*b = temp;
}// 引用传递（推荐）
void swap_ref(int& a, int& b) {int temp = a;a = b;b = temp;
}int main() {int x = 1, y = 2;swap_fail(x, y);cout << x << " " << y;  // 1 2（未交换）swap_ptr(&x, &y);cout << x << " " << y;  // 2 1（已交换）swap_ref(x, y);cout << x << " " << y;  // 1 2（再次交换）return 0;
}

为什么函数内部不能直接修改指针本身

在 C++ 中，函数参数传递默认是值传递，包括指针参数。

1. 指针参数的本质

当你传递指针给函数时：

void func(int* ptr) {ptr = new int(10);  // 这只会修改局部副本
}int main() {int* p = nullptr;func(p);// p 仍然是 nullptr!
}

这是因为：

函数接收到的是指针的副本（指针值的拷贝）
修改这个副本（ptr = ...）不会影响原始指针
这就像值传递一个 int 参数一样

2. 可以修改指针指向的内容

虽然不能直接修改指针本身，但可以修改指针指向的内容：

void modifyContent(int* ptr) {*ptr = 10;  // 这会修改指针指向的内存
}int main() {int x = 5;int* p = &x;modifyContent(p);// x 现在是 10
}

3. 如何真正修改指针本身

如果需要修改指针本身（而不仅是指向的内容），你需要：

方法1：使用指针的指针（二级指针）

void modifyPointer(int** ptrPtr) {*ptrPtr = new int(20);  // 修改原始指针
}int main() {int* p = nullptr;modifyPointer(&p);// p 现在指向新分配的 intdelete p;  // 记得释放内存
}

方法2：使用指针的引用（更推荐）

void modifyPointer(int*& ptrRef) {ptrRef = new int(30);  // 直接修改原始指针
}int main() {int* p = nullptr;modifyPointer(p);// p 现在指向新分配的 intdelete p;
}

4. 原始代码问题分析

void func(..., int* max, int* min) {max = &a;  // 这只修改了局部副本min = &b;  // 这只修改了局部副本
}

这些赋值操作只修改了函数内部的指针副本，不会影响 main() 中的原始指针。

5. 解决方案对比

方法	示例	优点	缺点
返回值	`int* func()`	简单	只能返回一个值
二级指针	`func(int** max)`	可以修改多个指针	语法复杂
指针引用	`func(int*& max)`	语法简洁	需要C++引用支持
修改指向的内容	`func(int* max)`	最简单	需要预先分配内存