C语言数组参数与指针参数

C语言数组参数与指针参数

    我们都知道参数分为形参和实参。形参是指声明或定义函数时的参数，而实参是在调用函数时主调函数传递过来的实际值。

     一、一维数组参数

    1、能否向函数传递一个数组？看例子：

void fun(char a[10]){char c = a[3];}int main(){char b[10] = “abcdefg”;fun(b[10]);return 0;}

    先看上面的调用，fun(b[10]);将b[10]这个数组传递到fun 函数。但这样正确吗？b[10]是代表一个数组吗？
    

    显然不是，我们知道b[0]代表是数组的一个元素，那b[10]又何尝不是呢？只不过这里数组越界了，这个b[10]并不存在。但在编译阶段，编译器并不会真正计算b[10]的地址并取值，所以在编译的时候编译器并不认为这样有错误。虽然没有错误，但是编译器仍然给出了两个警告：
    warning C4047: 'function' : 'char *' differs in levels of indirection from'char '
    warning C4024: 'fun' : different types for formal and actual parameter 1
    这是什么意思呢？这两个警告告诉我们，函数参数需要的是一个char*类型的参数，而实际参数为char 类型，不匹配。虽然编译器没有给出错误，但是这样运行肯定会有问题。如图：

    这是一个内存异常，我们分析分析其原因。其实这里至少有两个严重的错误。
    第一：b[10]并不存在，在编译的时候由于没有去实际地址取值，所以没有出错，但是在运行时，将计算b[10]的实际地址，并且取值。这时候发生越界错误。
    第二：编译器的警告已经告诉我们编译器需要的是一个char*类型的参数，而传递过去的是一个char 类型的参数，这时候fun 函数会将传入的char 类型的数据当地址处理，同样会发生错误。（这点前面已经详细讲解）

    第一个错误很好理解，那么第二个错误怎么理解呢？fun 函数明明传递的是一个数组啊，编译器怎么会说是char *类型呢？别急，我们先把函数的调用方式改变一下：
    fun(b);
    b 是一个数组，现在将数组b 作为实际参数传递。这下该没有问题了吧？调试、运行，一切正常，没有问题，收工！很轻易是吧？但是你确认你真正明白了这是怎么回事？数组b真的传递到了函数内部？

    2、无法向函数传递一个数组

    我们完全可以验证一下：

void fun(char a[10]){int i = sizeof（a）；char c = a[3];}

    如果数组b 真正传递到函数内部，那i 的值应该为10。但是我们测试后发现i 的值竟然为4！为什么会这样呢？难道数组b 真的没有传递到函数内部？是的，确实没有传递过去，这是因为这样一条规则：
    C 语言中，当一维数组作为函数参数的时候，编译器总是把它解析成一个指向其首元素首地址的指针。

    这么做是有原因的。在C 语言中，所有非数组形式的数据实参均以传值形式（对实参做一份拷贝并传递给被调用的函数，函数不能修改作为实参的实际变量的值，而只能修改传递给它的那份拷贝）调用。然而，如果要拷贝整个数组，无论在空间上还是在时间上，其开销都是非常大的。更重要的是，在绝大部分情况下，你其实并不需要整个数组的拷贝，你只想告诉函数在那一刻对哪个特定的数组感兴趣。这样的话，为了节省时间和空间，提高程序运行的效率，于是就有了上述的规则。同样的，函数的返回值也不能是一个数组，而只能是指针。这里要明确的一个概念就是：函数本身是没有类型的，只有函数的返回值才有类型。很多书都把这点弄错了，甚至出现“XXX 类型的函数”这种说法。简直是荒唐至极！

    经过上面的解释，相信你已经理解上述的规定以及它的来由。上面编译器给出的提示，说函数的参数是一个char*类型的指针，这点相信也可以理解。既然如此，我们完全可以把fun 函数改写成下面的样子：

void fun(char *p){char c = p[3];//或者是char c = *(p+3);}

    同样，你还可以试试这样子：

void fun(char a[10]){char c = a[3];}intmain(){char b[100] = “abcdefg”;fun(b);return 0;}

    运行完全没有问题。实际传递的数组大小与函数形参指定的数组大小没有关系。既然如此，那我们也可以改写成下面的样子：

void fun(char a[ ]){    char c = a[3];}

    改写成这样或许比较好，至少不会让人误会成只能传递一个10 个元素的数组。

    二、一级指针参数

    1、能否把指针变量本身传递给一个函数
    我们把上一节讨论的列子再改写一下：

void fun(char *p){char c = p[3];//或者是char c = *(p+3);}intmain(){char *p2 = “abcdefg”;fun（p2）;return 0;}

    这个函数调用，真的把p2 本身传递到了fun 函数内部吗？

    我们知道p2 是main 函数内的一个局部变量，它只在main 函数内部有效。（这里需要澄清一个问题：main函数内的变量不是全局变量，而是局部变量，只不过它的生命周期和全局变量一样长而已。全局变量一定是定义在函数外部的。初学者往往弄错这点。）既然它是局部变量，fun 函数肯定无法使用p2 的真身。那函数调用怎么办？好办：对实参做一份拷贝并传递给被调用的函数。即对p2 做一份拷贝，假设其拷贝名为_p2。那传递到函数内部的就是_p2 而并非p2 本身。

    2、无法把指针变量本身传递给一个函数
    这很像孙悟空拔下一根猴毛变成自己的样子去忽悠小妖怪。所以fun 函数实际运行时，用到的都是_p2 这个变量而非p2 本身。如此，我们看下面的例子：

void GetMemory（char * p, int num）{p = (char *)malloc(num*sizeof(char));}intmain(){char *str = NULL;GetMemory（str，10）;strcpy(str,”hello”);free（str）；//free 并没有起作用，内存泄漏return 0;}

    在运行strcpy(str,”hello”)语句的时候发生错误。这时候观察str 的值，发现仍然为NULL。也就是说str 本身并没有改变，我们malloc 的内存的地址并没有赋给str，而是赋给了_str。

    而这个_str 是编译器自动分配和回收的，我们根本就无法使用。所以想这样获取一块内存是不行的。那怎么办? 两个办法：
    第一：用return。

char * GetMemory（char * p, int num）{p = (char *)malloc(num*sizeof(char));return p；}intmain(){char *str = NULL;str = GetMemory（str，10）;strcpy(str,”hello”);free（str）；return 0;}

    这个方法简单，容易理解。

    第二：用二级指针。

void GetMemory（char ** p, int num）{*p = (char *)malloc(num*sizeof(char));return p；}intmain(){char *str = NULL;GetMemory（&str，10）;strcpy(str,”hello”);free（str）；return 0;}

    注意，这里的参数是&str 而非str。这样的话传递过去的是str 的地址，是一个值。在函数内部，用钥匙（“*”）来开锁：*(&str)，其值就是str。所以malloc 分配的内存地址是真正赋值给了str 本身。

    三、二维数组参数与二维指针参数

    前面详细分析了二维数组与二维指针，那它们作为参数时与不作为参数时又有什么区别呢？看例子：
    void fun（char a[3][4]）;
    我们按照上面的分析，完全可以把a[3][4]理解为一个一维数组a[3]，其每个元素都是一个含有4 个char 类型数据的数组。上面的规则，“C 语言中，当一维数组作为函数参数的时候，编译器总是把它解析成一个指向其首元素首地址的指针。”在这里同样适用，也就是说我们可以把这个函数声明改写为：
    void fun（char (*p)[4]）;
这里的括号绝对不能省略，这样才能保证编译器把p 解析为一个指向包含4 个char 类型数据元素的数组，即一维数组a[3]的元素。

    同样，作为参数时，一维数组“[]”号内的数字完全可以省略：
    void fun（char a[ ][4]）;
    不过第二维的维数却不可省略，想想为什么不可以省略？

    注意：如果把上面提到的声明void fun（char (*p)[4]）中的括号去掉之后，声明“void f un（char *p[4]）”可以改写成：
    void fun（char **p）;
    这是因为参数*p[4]，对于p 来说，它是一个包含4 个指针的一维数组，同样把这个一维数组也改写为指针的形式，那就得到上面的写法。

    上面讨论了这么多，那我们把二维数组参数和二维指针参数的等效关系整理一下：

    这里需要注意的是：C 语言中，当一维数组作为函数参数的时候，编译器总是把它解析成一个指向其首元素首地址的指针。这条规则并不是递归的，也就是说只有一维数组才是如此，当数组超过一维时，将第一维改写为指向数组首元素首地址的指针之后，后面的维再也不可改写。比如：a[3][4][5]作为参数时可以被改写为（*p）[4][5]。

    至于超过二维的数组和超过二级的指针，由于本身很少使用，而且按照上面的分析方法也能很好的理解，这里就不再详细讨论。有兴趣的可以好好研究研究。