趙慧慧　杜敏　王麗　陶駿

摘 要 介紹了C++編程函數(shù)的定義和意義，說明了參數(shù)所對應(yīng)變量存儲情況，以數(shù)據(jù)交換的函數(shù)為例，分析了形參為值、指針和引用的參數(shù)傳遞和程序執(zhí)行過程，得出了通過傳遞指針或者傳遞引用的方式可以把形參的改變傳遞給實際參數(shù)。

關(guān)鍵詞 函數(shù) 引用 指針 參數(shù)

中圖分類號：TP312 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2019.06.021

Discussion on Functional Parameter Transfer in C++ Language

ZHAO Huihui[1]， DU Min[1]， WANG Li[2]， TAO Jun[1]

（[1] Department of Computer and Software， Anhui Institute of Information Technology， Wuhu， Anhui 241000；

[2] Anhui Electric Power Communications Branch of State Grid， Hefei， Anhui 230061）

Abstract The definition and significance of C++ programming function are introduced， and the storage of variables corresponding to parameters is explained. Taking the function of data exchange as an example， the process of parameter transfer and program execution with parameters as values， pointers and references is analyzed. It is concluded that the change of parameters can be transmitted to actual parameters by transferring pointers or references.

Keywords function； references； pointers； parameters

0 概論

C++語言是一門重要的面向?qū)ο蟮慕虒W(xué)語言，其具有封裝、繼承和多態(tài)的面向語言的特征，在計算機(jī)科學(xué)的教學(xué)過程中，C++語言是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，對于學(xué)生掌握計算機(jī)編程技術(shù)有著重要的意義。

函數(shù)是C++編程語言一種重要機(jī)制，其使程序變得更簡短和清晰，而且讓程序易于理解，這就有利于程序維護(hù)，又可以提高程序員的程序開發(fā)的效率，提高了代碼的重用性。

函數(shù)分成自定義函數(shù)和主函數(shù)main函數(shù)，其中main函數(shù)是程序運(yùn)行的入口，函數(shù)由函數(shù)聲明和函數(shù)體構(gòu)成，函數(shù)聲明又包括函數(shù)返回值類型、函數(shù)名稱和函數(shù)的形式參數(shù)，形式參數(shù)負(fù)責(zé)接受函數(shù)調(diào)用方的實際參數(shù)的傳遞，函數(shù)接受到實際參數(shù)后在函數(shù)體中進(jìn)行執(zhí)行得到返回值，最后把返回值送給調(diào)用方，有些自定義函數(shù)是沒有返回值的，這類函數(shù)的返回值類型為void。

在C++實際的教學(xué)中，因為參數(shù)類型有多種多樣，比如值、指針和引用，同學(xué)們對函數(shù)傳遞往往感到困惑，本文在介紹變量存儲的前提下，詳細(xì)分析了實際參數(shù)和形式參數(shù)的傳遞過程以及如何通過函數(shù)運(yùn)行來達(dá)到改變實際參數(shù)所對應(yīng)的值。

1 變量的存儲

一個C++的程序占用的存儲主要為：棧，其在程序運(yùn)行時由編譯器自動分配，存放函數(shù)的參數(shù)值和局部變量的值； 堆，其是在內(nèi)存中開辟另一塊存儲區(qū)域。一般由程序員分配釋放， 若程序員不釋放，程序結(jié)束時由操作系統(tǒng)回收；全局區(qū)，其在編譯器編譯時得到分配內(nèi)存。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，程序結(jié)束后操作系統(tǒng)會自動釋放其存儲空間。文字常量區(qū)，其負(fù)責(zé)存儲常量字符串，程序結(jié)束后由操作系統(tǒng)釋放。程序代碼區(qū)，其負(fù)責(zé)存放函數(shù)體的二進(jìn)制代碼，程序結(jié)束后由操作系統(tǒng)釋放。

函數(shù)的實際參數(shù)一般都是main（）函數(shù)中局部變量，經(jīng)過參數(shù)傳遞后變成所調(diào)用函數(shù)中的局部變量，這兩種變量一般都是存儲在棧中，棧會給它們分配存儲地址，存儲地址本質(zhì)上是一個32位的沒有符號的2進(jìn)制整數(shù)，其表現(xiàn)形式為一個8位的16進(jìn)制數(shù)，如一個整型變量q的值為10，程序執(zhí)行時為其分配的地址是0x2222eeee，具體如圖1。

從圖中可以看到q的存儲地址0x2222eeee，需要注意的是存儲地址一般是指存儲開始地址，q是4個字節(jié)的整形變量，其所占用的存儲空間為0x2222eeee到0x2222eef2共有4個字節(jié)。函數(shù)接受實際參數(shù)后生成的變量只在函數(shù)體內(nèi)有效，當(dāng)函數(shù)執(zhí)行完畢后，此變量會被操作系統(tǒng)銷毀而不復(fù)存在。

1.1 指針

指針是指地址，是一個沒有符號的32位數(shù)，其負(fù)責(zé)存儲具體的數(shù)值和結(jié)構(gòu)，其可以存儲整型值、字符、字符串，也可以存儲結(jié)構(gòu)體、對象和函數(shù)等。而指針變量是一個變量，其存儲的是一個指針，而不是具體的數(shù)值和結(jié)構(gòu)。

有以下的代碼：int p=4，*q； q=&p；這里p是一個整形變量，&p是存儲p的指針，&p里存的值為4。q是一個指針變量，q的值為&p，而&q是存儲q的地址，具體如圖2所示。

&p是一個32位沒有符號的整數(shù)。0x13456789，是一個指針，其里面存儲的數(shù)據(jù)為p；q是一個指針變量，其值等于0x13456789，而q存儲在指針&q（0x236567ae）中。

1.2 引用

引用指一個變量的別名，操作系統(tǒng)并不會給引用開辟新的存儲空間，其和其引用的變量使用相同的存儲地址，由于使用相同的存儲的地址，引用的值改變后，相關(guān)變量的值也會發(fā)生改變，同理當(dāng)相關(guān)變量的值改變后，引用的值也會改變，如以下代碼：

int p=4； int&q=p； p=5；q=10；其相關(guān)的具體的地址分配如圖3。

p是一個變量，q是關(guān)于p的引用，從圖中可以看到p和q其實是存儲在同一地址0x123456789當(dāng)中的，無論是p或者是q發(fā)生了變化，p和q都用是相同的值，比如p=5后，盡管未對q賦值，q也會變成5。q=10后，未對p進(jìn)行賦值，p也會變成10。

2 函數(shù)的傳遞

函數(shù)的傳遞一般是指main（ ）函數(shù)把實際參數(shù)傳遞給自定義函數(shù)f（ ）中的形式參數(shù)，函數(shù)的參數(shù)類型可以是具體的值，也可以是指針和引用，參數(shù)的類型不同，傳遞后的運(yùn)算結(jié)果也可能不同，下面以兩個數(shù)交換的函數(shù)來分析參數(shù)傳遞以及程序執(zhí)行的結(jié)果。

2.1 形式參數(shù)為值

具體代碼如下：

void swap（int x， int y）

{ int temp；

temp=x； x=y；y=temp；}

void main（ ）

{ int a=4，b=3；

swap（a，b）；

cout<

程序執(zhí)行時，變量存儲的情況如圖4所示。

swap函數(shù)執(zhí)行前，操作系統(tǒng)為實參a、b分配的存儲地址分別為0x1111eeee和0x2222eeee；swap函數(shù)執(zhí)行時，實參a，b繼續(xù)存在，操作系統(tǒng)為形參x、y分配的存儲地址分別為0x3333eeee和0x4444eeee；swap函數(shù)執(zhí)行時，main函數(shù)會把實參a和b的值傳遞給形參x和y，swap函數(shù)執(zhí)行后，形參x、y的信息（包括地址和值）被銷毀，而實際參數(shù)a，b的值保持不變，因為此時形參無法把交換的值回傳給實參，參數(shù)值傳遞是單向的，形參x、y只是在swap函數(shù)體內(nèi)交換成功，但無法對main函數(shù)中的實際參數(shù)起作用。

2.2 形式參數(shù)為值

2.2.1 傳指針交換指針對應(yīng)的數(shù)值

具體代碼如下：

void swap（int *x， int *y）

{ int temp；

temp=*x； *x=*y；*y=temp；}

void main（ ）

{ int a=4，b=3；

swap（&a，&b）；

cout<

程序執(zhí)行時，參數(shù)存儲的情況如圖5所示。

swap函數(shù)執(zhí)行前，操作系統(tǒng)為實參a、b分配的存儲地址分別為0x1111eeee和0x2222eeee；swap函數(shù)執(zhí)行時，實參a，b繼續(xù)存在，操作系統(tǒng)為變量x、y分配的存儲地址分別為0x3333eeee和0x4444eeee，但此時x和y是指針變量，其存儲的不是a和b的值，而是a和b對應(yīng)的存儲地址，此時函數(shù)交換的不是x和y，而是x和y對應(yīng)的整數(shù)值，交換前后a和b的存儲地址與x和y的值是相同的，但是交換后這兩個存儲地址中的值卻進(jìn)行了交換，swap函數(shù)執(zhí)行后，x和y被銷毀， a=3、b=4。

2.2.2 傳指針交換指針

具體代碼如下：

void swap（int *x， int *y）

{ int *temp；

temp=x； x=y；y=temp；}

void main（ ）

{ int a=4，b=3；

swap（&a，&b）；

cout<

程序執(zhí)行時，參數(shù)存儲的情況如圖6所示。

swap函數(shù)執(zhí)行前，操作系統(tǒng)為實參a、b分配的存儲地址分別為0x1111eeee和0x2222eeee；swap函數(shù)執(zhí)行時，實參a，b繼續(xù)存在，操作系統(tǒng)為形參x、y分配的存儲地址分別為0x3333eeee和0x4444eeee，此時x和y也是指針變量，其存儲的不是a和b的值，而是a和b對應(yīng)的存儲地址，此時函數(shù)交換x和y，交換后x和y的值發(fā)生了交換，但是交換后這兩個存儲地址中的值卻沒有交換，swap函數(shù)執(zhí)行后，x和y被銷毀， a=4、b=3，沒有發(fā)生變化。

2.3 形式參數(shù)為引用

具體代碼如下：

void swap（int&x， int&y）

{ int temp；

temp=x； x=y；y=temp；}

void main（ ）

{ int a=4，b=3；

swap（a，b）；

cout<

程序執(zhí)行時，參數(shù)存儲的情況如圖7所示。

swap函數(shù)執(zhí)行前，操作系統(tǒng)為實參a、b分配的存儲地址分別為0x1111eeee和0x2222eeee；swap函數(shù)執(zhí)行時，實參a、b繼續(xù)存在，因為形式參數(shù)為引用，操作系統(tǒng)不為形參x、y分配的新的存儲地址，此時x和y的存儲地址與a和b的存儲地址是相同的，此時函數(shù)交換x和y，交換后x和y的值發(fā)生了交換，a和b的值也發(fā)生了變化，swap函數(shù)執(zhí)行后，x和y被銷毀， a=3、b=4，a和b的值發(fā)生了變化。

通過上述四種情況可以看出，形參和實參的類型是具體的數(shù)值時，此時形參的改變是無法改變實參的；形參和實參的類型是指針時，如果在自定義函數(shù)f（）中修改指針參數(shù)中存儲的數(shù)據(jù)，是能夠?qū)崿F(xiàn)修改實參指針中存儲的數(shù)據(jù)，如果只是修改自定義函數(shù)f（）中形參的，是無法實現(xiàn)修改實參指針中存儲的數(shù)據(jù)；形參和實參的類型是引用時，是能夠通過修改形參值來達(dá)到修改實際參數(shù)的值，而且這種方式最為簡潔使用。

3 總結(jié)

本文介紹了C++函數(shù)的定義和意義，簡要說明了函數(shù)的四個組成部分：返回類型、函數(shù)名、形式參數(shù)和函數(shù)體，說明了函數(shù)形式參數(shù)在接受過實際參數(shù)后所生成的變量的存儲情況，此時變量一般存儲在棧中，當(dāng)函數(shù)執(zhí)行完畢后，這些變量也會被操作系統(tǒng)銷毀掉。形式參數(shù)的類型會影響程序運(yùn)行結(jié)果，本文以一個兩個數(shù)的交換函數(shù)為例，詳細(xì)分析了形式參數(shù)為值、指針和引用時的交換過程和執(zhí)行結(jié)果，很好的消除了同學(xué)們在學(xué)習(xí)參數(shù)傳遞過程中的疑惑。

安徽省教育廳質(zhì)量工程項目“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)教學(xué)團(tuán)隊”（基金號：2017jxtd145），陶駿。安徽信息工程學(xué)院核心專業(yè)課程建設(shè)項目”數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法”（基金號：2018xjkcjs02），陶駿

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