函数内部的指针行为答案

【问题标题】：pointer behaviour inside function函数内部的指针行为
【发布时间】：2017-10-23 16:50:35
【问题描述】：

我不明白函数在作为参数传递时如何改变指针的状态。例如，在这段代码中 -

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

void inc(int* a) {
    a++;
}

void change(int* a) {
    a[0] = 2;
    a[1] = 3;
}

int main() {

    int* a = (int*) malloc(2 * sizeof(int));
    a[0] = 1;
    a[1] = 2;

    printf("%d \n",*a);
    inc(a);
    printf("%d \n",*a);

    change(a);
    return 0;
}

据观察，当我尝试使用函数inc() 时，指针不会增加。但与此同时，change() 确实改变了指针的值。

你能解释一下为什么inc() 不起作用吗？

【问题讨论】：

c 中的所有内容都是按值传递的。对于这两个函数，都制作了a 的本地副本。在inc 中，您只需增加该本地副本，当您离开时更改就会丢失。在 change 中，您使用方括号取消引用 a 指针的本地副本，因此对该取消引用所做的更改在函数之外仍然存在。
"change() 确实改变了指针的值" - 它改变了指向对象。

标签： c++ c pointers

【解决方案1】：

inc 确实改变了传递给它的指针的值 - 但传递给它的是原始指针值的副本，因此原始值保持不变。

change 不会改变指针本身，它会改变指针所指向的内容。

如果您希望 inc 更改原始指针，您必须将其更改为返回递增指针的函数，然后将其分配给原始指针：

int* inc(int* ip) {
  return ++ip;
}

然后在main:

a = inc(a);

或者您可以重写inc 以将指针作为参数，然后将原始指针的地址传递给它，如下所示：

void inc(int** ipp) {
  *ipp = *ipp + 1;
}

然后从main 调用它为：

inc(&a);

祝你好运。

【讨论】：

【解决方案2】：

这是画一些照片的好地方。当你写

int* a = (int*) malloc(2 * sizeof(int));

您会得到如下所示的设置：

+---------+      +---------+---------+
| addr X  | ---> |  ?????  |  ?????  |
+---------+      +---------+---------+
 pointer a
  in main

为a[0] 和a[1] 赋值后，如下所示：

+---------+      +---------+---------+
| addr X  | ---> |    1    |    2    |
+---------+      +---------+---------+
 pointer a
  in main

现在，假设您致电 inc(a)。这会将指针a 的副本传递给inc 函数。由于指针是唯一被复制的东西，现在看起来像这样：

+---------+      +---------+---------+
| addr X  | ---> |    1    |    2    |
+---------+      +---------+---------+
 pointer a            ^
  in main             |
                      |
+---------+           |
| addr X  |-----------+
+---------+
 pointer a
   in inc

请注意，现在有两个名为 a 的指针，但它们不是同一个指针。这就像如果你有两个朋友叫 Zoe - 他们有相同的名字，但他们不是同一个人。

在inc，你写的

a++;

这意味着“将指针 a 前进以指向它当前指向的 int 之后的下一个 int。”这看起来像这样：

+---------+      +---------+---------+
| addr X  | ---> |    1    |    2    |
+---------+      +---------+---------+
 pointer a                      ^
  in main                       |
                                |
+---------+                     |
| addr Y  |---------------------+
+---------+
 pointer a
   in inc

注意main 中的a 没有改变，因为我们正在操作a 的副本。再次回想一下 Zoe 的类比——如果你和一个叫 Zoe 的人交谈，这并不意味着你和另一个叫 Zoe 的人交谈。结果，当inc 返回时，a 的副本消失在以太中，我们只剩下这个：

+---------+      +---------+---------+
| addr X  | ---> |    1    |    2    |
+---------+      +---------+---------+
 pointer a
  in main

由于指针没有改变，这就是为什么您在调用inc 之前和之后看到相同的值。

但是调用change 的工作方式不同。当您最初调用change 时，情况如下所示：

+---------+      +---------+---------+
| addr X  | ---> |    1    |    2    |
+---------+      +---------+---------+
 pointer a            ^
  in main             |
                      |
+---------+           |
| addr X  |-----------+
+---------+
 pointer a
 in change

当你现在写作时

a[0] = 2;

你是说“跟随名为 a 的指针，看看你在哪里结束，并将值 2 放在那里。这意味着我们看到以下内容：

+---------+      +---------+---------+
| addr X  | ---> |    2    |    2    |
+---------+      +---------+---------+
 pointer a            ^
  in main             |
                      |
+---------+           |
| addr X  |-----------+
+---------+
 pointer a
 in change

写a[1] = 3 也意味着“跟随名为a 的指针，在你找到的索引中找到1 处的元素，并将其替换为3。这给出了以下内容：

+---------+      +---------+---------+
| addr X  | ---> |    2    |    3    |
+---------+      +---------+---------+
 pointer a            ^
  in main             |
                      |
+---------+           |
| addr X  |-----------+
+---------+
 pointer a
 in change

现在，change 返回后，我们又回到了main。 main 中的 a 指针没有改变——它仍然在同一个地方寻找——但是它指向的数组的值已经改变了。

+---------+      +---------+---------+
| addr X  | ---> |    2    |    3    |
+---------+      +---------+---------+
 pointer a            
  in main

总结一下：

指针在 C 中按值传递，这意味着如果将指针传递给函数，则传递的是指针的副本。
因此，如果将指针作为参数的函数更改指针指向的位置，这将不会影响调用函数。
但是，如果一个函数改变了指向的内容，这将反映在调用者中。

【讨论】：

【解决方案3】：

void inc(int* a) {
    a++;

这里a 是按值传递的，因此在inc() 内部更改a 不会反映在外部。

void change(int* a) {
    a[0] = 2;
    a[1] = 3;

这里a 也是按值传递的，但您可以使用a 更改a 指向的内容，这正是a[0] 和a[1] 所做的事情。

【讨论】：

【解决方案4】：

a++ 增加局部变量a 的值。也就是步入记忆中的下一个地方。如果你想增加它，你应该使用(*a)++

符号a[1] 只是隐藏指针算术的语法糖。这真正的意思是*(a+1)。这有一个有趣的副作用。 a[1] 和 1[a] 是一回事

【讨论】：

【解决方案5】：

对于inc 函数，它正在更改参数a 的值。由于 C 中的所有函数参数都是按值传递的，因此这种更改不会反映在调用函数中。

当change 被调用时，它会这样做：

a[0] = 2;
a[1] = 3;

与此相同：

*(a + 0) = 2;
*(a + 1) = 3;

具体来说，指针a 正在被取消引用。该功能不会改变a，而是a 指向的内容。这就是更改在函数外部可见的原因。

【讨论】：

【解决方案6】：

inc中的代码

void inc(int* a) {
    a++;
}

更改指针值的副本，并且不影响传递的参数。要影响参数通过引用而不是值传递：

void inc(int*& a) {
    a++;
}

【讨论】：