嵌入式技术
有时候我们可以使用函数的返回值来回传数据,在简单的情况下是可以的,但是如果返回值有其它用途(例如返回函数的执行状态量),或者要回传的数据不止一个,返回值就解决不了了,所以要引用上指针来传递。
指针做函数参数:
在C语言中,函数的参数不仅可以是整数、小数、字符等具体的数据,还可以是指向它们的指针。用指针变量作函数参数可以将函数外部的地址传递到函数内部,使得在函数内部可以访问到函数外部的数据,并且这些数据不会随着函数的结束而被销毁。像数组、字符串、动态分配的内存等都是一系列数据的集合,没有办法通过一个参数全部传入函数内部,只能传递它们的指针,在函数内部通过指针来影响这些数据集合。有的时候,对于整数、小数、字符等基本类型数据的操作也必须要借助指针,一个典型的例子就是交换两个变量的值:
#includevoid swap(int a, int b){ int temp; //临时变量 temp = a; a = b; b = temp; } int main(){ int a = 66, b = 99; swap(a, b); printf("a = %d, b = %d ", a, b); return 0; } /* 从结果可以看出,a、b 的值并没有发生改变,交换失败。 这是因为 swap() 函数内部的 a、b 和 main() 函数内部的 a、b 是不同的变量, 占用不同的内存,它们除了名字一样,没有其他任何关系,swap() 交换的是它内部 a、b 的值, 不会影响它外部(main() 内部) a、b 的值。他们会随着函数段的结束而失去了作用域
利用指针:
#includevoid swap(int *p1, int *p2){//这里接收到的是a和b的地址 int temp; temp = *p1;//利用地址将值做修改 *p1 = *p2; *p2 = temp; } int main(){ int a = 66, b = 99; swap(&a, &b);//这里将a和b的地址获取传入 printf("a = %d, b = %d ", a, b); return 0; } //函数运行结束后虽然会将 p1、p2 销毁,但它对外部 a、b 造成的影响是“持久化”的, 不会随着函数的结束而“恢复原样”。因为我们对它做的是进入到地址的修改
用数组做函数参数:
如果一个函数按值传递数组,则必须分配足够的空间来存储原数组的副本,然后把原数组的所有数组拷贝到新的数组中去,如果把数组的地址传递给函数,让函数来直接处理原来数组则效率要高。
但是 传递地址的时候,总会导致一些问题,C通常安值传递数据,因为这样做可以保证数据的完整性,如果函数使用的是原始的数组的副本,就不会发生修改原始数据,但是,处理数组的函数通常都需要使用原始数据,因此这样的函数可以修改原数组,有时,这正是我们需要的:void add(double a[ ],int n,int b); 调用此函数,将可以将原来数组的值进行修改,也可以说是函数通过指针,直接将原数组做修改了
数组是一系列数据的集合,无法通过参数将它们一次性传递到函数内部,如果希望在函数内部操作数组,必须传递数组指针。下面的例子定义了一个函数 max(),用来查找数组中值最大的元素:
#includeint max(int len, int a[]);//声明 注意这里的a[ ] 里边没有任何东西,其实也可以放东西也可以不放的 /*实际上这种形式的数组定义都是假象,不管是int a[100]还是int a[]都不会创建一个数组出来,编译器也不会为它们分配内存,实际的数组是不存在的,它们最终还是会转换为int *intArr这样的指针。这就意味着,两种形式都不能将数组的所有元素“一股脑”传递进来,大家还得规规矩矩使用数组指针。*/ //真正传递的数组可以有少于或多于 100 个的元素。 int main(void) { int n; int a[100]; int i; scanf("%d", &n); for (i = 0; i < n; i++) { scanf("%d", a+i);//给数组里边的值初始化 } //这个a的原型是 int *a //所以这里可以使用 &a[i] 或者 a+i printf("max=%d", max(n,&a)); return 0; } int max(int len, int a[]) {//定义 int t = a[0]; int i; for (i = 1; i < len; i++) {//依次比较 if (t < a[i]) { t = a[i]; } } return t;//返回max } 注意 不管使用哪种方式传递数组,都不能在函数内部求得数组长度,因为 intArr 仅仅是一个指针, 而不是真正的数组,所以必须要额外增加一个参数来传递数组长度。 //有时候,因为把数组传入函数时传递的是地址,所以那个函数内部可以修改数组的值, 为了保护数组的值不被函数修改破坏,可以设置参数为const: int sum (const int a[ ],int b);
C语言为什么不允许直接传递数组的所有元素,而必须传递数组指针呢?
参数的传递本质上是一次赋值的过程,赋值就是对内存进行拷贝。所谓内存拷贝,是指将一块内存上的数据复制到另一块内存上。
对于像 int 等基本类型的数据,它们占用的内存往往只有几个字节,对它们进行内存拷贝非常快速。而数组是一系列数据的集合,数据的数量没有限制,可能很少,也可能成千上万,对它们进行内存拷贝有可能是一个漫长的过程,会严重拖慢程序的效率,为了防止技艺不佳的程序员写出低效的代码,C语言没有从语法上支持数据集合的直接赋值。
指针的函数返回类型:
程序编译后,每个函数都有执行第一条指令的地址即首地址,称[函数指针。函数指针即指向函数的指针变量,要间接调用函数可以使用指针变量来实现。
int (*pf)(int, int);
通过将pf与括号中的“*”强制组合组合在一起,表示定义的pf是一个指针,然后与下面的“()”再次组合,表示的是该指针指向一个函数,括号里表示为int类型的参数,最后与前面的int组合,此处int表示该函数的返回值。因此,pf是指向函数的指针,该函数的返回值为int。函数指针与返回指针的函数的含义大不相同。函数指针本身是一个指向函数的指针。指针函数本身是一个返回值为指针的函数。
#include#include char *strs(char *strl1, char *strl2);//声明一个char*类型的指针函数 int main(void) { char str1[50];//定义字符串 char str2[50]; char *str;//定义字符指针 gets(str1);//输入 gets(str2); str = strs(str1, str2); printf("%s", str); return 0; } char *strs(char *strl1, char *strl2) { if (strlen(strl1) > strlen(strl2)) {//比较长度 谁长返回谁 return strl1; } else { return strl2; } }
用指针作为函数返回值时需要注意的一点是,函数运行结束后会销毁在它内部定义的所有局部数据,包括局部变量、局部数组和形式参数,函数返回的指针请尽量不要指向这些数据,C语言没有任何机制来保证这些数据会一直有效,它们在后续使用过程中可能会引发运行时错误 , 但是,这里所谓的销毁并不是将局部数据所占用的内存全部抹掉,而是程序放弃对它的使用权限,弃之不理,后面的代码可以随意使用这块内存 , 如果使用及时也能够得到正确的数据,如果有其它函数被调用就会覆盖这块内存,得到的数据就失去了意义。而覆盖它的究竟是一份什么样的数据我们无从推断(一般是一个没有意义甚至有些怪异的值)。
#includeint *func(){ int n = 100; return &n; } int main(){ int *p = func(), n; n = *p; printf("value = %d ", n);//因为前面没有覆盖,所以还是能得到之前的值 return 0; } ******与下面比较:****** #include int *func(){ int n = 100; return &n; } int main(){ int *p = func(), n; printf("c.biancheng.net ");//这里会覆盖掉 n = *p; printf("value = %d ", n);//所以输出的值会无从得知 return 0; }
还应该注意函数指针变量的调用:
分析函数指针变量不能进行算术运算,这是与数组指针变量不同的。数组指针变量加减一个整数可使指针移动指向后面或数组元素,而函数指针的移动是毫无意义的。函数调用中“(* 指针变量名)”的两边的括号不可少,其中的“*”不应该理解为求值运算,在此处只是一种表示符号。要把“z= * pomax(x,y);”改成“z=(*pomax)(x,y);”。
审核编辑:汤梓红
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