c++之指標作為函式引數傳遞的問題
轉自：http://blog.csdn.net/fjb2080/article/details/5623427
原創文章，轉載請註明出處，謝謝！
作者：清林，部落格名：飛空靜渡
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其實，對於C 或者C++ ，最難的一塊地方估計就是指標了。指標是強大的，但也是很多人載在這裡的地方。
前段時間寫了一篇文章《C ＋＋之 陣列與指標的異同 》對C 和C ＋＋中的指標做了一個初步的講解。這次將講解一下指標作為函式引數傳遞的問題。
很多人對於指標的使用是有所瞭解的，但還是經常會載在指標的問題上，是因為還不夠了解指標的本質，其實如果瞭解指標的本質，對指標的使用也就一目瞭然了。
作為C 的初學者，經常會遇到指標作為函式引數傳遞的兩個經典的問題。這裡，我將透過指標的本質來來講解這兩個問題，這樣以後無論你遇到什麼樣的指標問題，如果你以這樣的方法來分析指標也許就迎刃而解了！
首先，第一個問題是這樣的：
寫一個函式，交換兩個引數中的值。
初學者往往會這樣寫：
void exchange(int x, int y)
{
int p=x;
x = y;
y = p;
}
之後，你會查詢資料瞭解到應該這樣寫：
void exchange(int ＊x, int ＊y)
{
int ＊p=x;
＊x = ＊y;
＊y = ＊p;
}
第二個問題是，寫一個給某個指標分配記憶體的函式：
初學者往往是這樣寫：
void my_malloc(void* p, int size)
{
p = malloc(sizeof(int)*size);
}
然後又查在資料，知道應該這麼寫：
void my_malloc(void** p, int size)
{
*p = malloc(sizeof(int)*size);
}
雖然，網上很多這樣的討論，也有很多人做過很多的解釋，但始終都無法給出一個令人一目瞭然，並可以長久記住的說法，這篇文章就是想試圖解決這樣的問題，給初學者一個原理性的瞭解！
首先，一定一定記住一點， 指標和變數一樣，也是有地址的，只不過變數的值被解釋成一個值，而指標的值被解釋成一個地址。
下面，我們看一下程式碼：
void main()
{
int x;
int *p;
}
我們看這個函式的記憶體結構：
這是一個函式的棧結構，我們可以看到，變數和指標都佔用了4 個位元組。而且，由於我們對它們沒有初始化，所以變數x 和指標p 裡的內容都是隨機的，就是說x 的值是不確定的，p 有可能指向某個記憶體地址，如果現在對p 操作也許會導致程式崩潰。
其實，我們記住了，指標也是有地址的 這個概念，很多問題就迎刃而解了。
下面，我來分析一下，指標作為函式引數傳遞的情況。
如果，我們的程式碼是這樣的，你看會怎麼樣：
int main(int argc, char* argv[])
{
int *a = new int(10);
func(a);
return 0;
}
第一個要說的當然是：指標也是有地址的。
第二個要說的是：當給一個函式的引數傳遞一個變數是，這個變數是複製過去的。
對於第二點，我們在理解void exchange(int x, int y) 函式想交換這兩個變數的的值時就應該理解了。
例如：
int a;
int b;
exchange(a,b);
不能交換a 和b 的值，因為此時exchange(a,b) 中的a 和b 並不是原來的a 和b 變數，它們只不過是被複制過去了。
有了這兩個概念，就不難理解指標作為函式引數傳遞的問題。
首先，我們來看下上面的程式碼中的a 指標和p 指標的記憶體結構。
我們看到，當我們以a 作為func 函式的引數傳遞進去的時候，函式複製了這個指標，但這兩個指標的內容是一樣的，也就是說是指向同一個記憶體，即10 。
如果你還不瞭解的話，我就通過一段程式碼和測試再來說明：
[cpp] view plain copy
- #include <stdio.h>
- void func(int* p)
- {
- printf("*p = %d/n", *p);
- printf("&p = %p/n", &p);
- }
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- int *a = new int(10);
- printf("*a = %d/n", *a);
- printf("&a = %p/n", &a);
- func(a);
- return 0;
- }
編譯：g++ -g -Wall test1.cpp
執行：./a.out
輸出：
*a = 10
&a = 0xbfd4447c
*p = 10
&p = 0xbfd44460
我們看到輸出，a 指向的地址的值和p 指向的地址裡的值是一樣的，都是10 。然而，對於指標a 和p 來說，它們自身的地址是不一樣的，所以我們看到，函式func 複製了指標a 給p ，它們的值一樣，但有不同的地址，是不同的指標。
我們再進一步：
[cpp] view plain copy
- #include <stdio.h>
- void func(int* p)
- {
- printf("*p = %d/n", *p);
- printf("&p = %p/n", &p);
- printf("&*p = %p/n", &*p);
- }
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- int *a = new int(10);
- printf("*a = %d/n", *a);
- printf("&a = %p/n", &a);
- printf("&*a = %p/n", &*a);
- func(a);
- return 0;
- }
編譯輸出：
*a = 10
&a = 0xbfe1c77c
&*a = 0x94b6008
*p = 10
&p = 0xbfe1c760
&*p = 0x94b6008
我們可以進一步看到，a 指標所指向的值的地址和p 指標所指向的值的地址是一樣的，都是 0x94b6008 ，就如同上圖所示，為了加深印象，再看一下這個圖 ，然後再對比一下程式輸出 ，然後在體會一下我在上面提到的兩點 ，一點是：指標是有地址的 。另一點是：函式的引數是複製過去的 。
說到這裡，我們再回到文章開始時提到的兩個問題，一個是交換問題：
void exchange(int ＊x, int ＊y)
{
int ＊p=x;
＊x = ＊y;
＊y = ＊p;
}
那麼這樣為什麼可以交換：
int a = 2;
int b = 3;
exchange(&a, &b);
上我們以a 和b 的地址傳遞給exchange 函式時，函式複製了這兩個地址，並賦值給x 和y 這個兩個指標，這兩個指標是指向變數a 和b 的，它們的圖形如下：
那麼，當我們反引用指標時：
int ＊p=x;
＊x = ＊y;
＊y = ＊p;
我們操作的是a 和b 裡面的變數的值，所以，我們交換a 和b 的值就成功了。
我們再來看下第二個問題：
void my_malloc(void* p, int size)
{
p = malloc(sizeof(int)*size);
}
當這樣時：
int *a;
my_malloc(a, 10);
為什麼這個會失敗！
下面，我來分析一下：
當我們呼叫my_malloc(a, 10); 函式，而函式還沒執行到p = malloc(size); 語句時，情況是這樣的：
我們看到a 和p 的指標的值都是一樣的，都是指向某個不確定的地址。
這時，我們執行這個語句：
p = malloc(sizeof(int)*size);
我們把這個語句分開兩部分來看，一個是先執行malloc(sizeof(int)*size) ，然後在執行賦值語句，把malloc(sizeof(int)*size) 的返回值付給p 。
第一步：先執行malloc(sizeof(int)*size) ；（這裡我們只考慮malloc 分配記憶體成功的情況）
第二步：把執行malloc(sizeof(int)*size) 的返回值付給了p ，如下圖：
由上圖，我們可以知道，這就是為什麼，我們還是不能給a 分配地址的了。
下面我們來分析這個：
void my_malloc(void** p, int size)
{
*p = malloc(sizeof(int)*size);
}
int *a;
my_malloc(&a ， 10);
這樣執行，為什麼會成功！
我們看到，當執行函式
my_malloc(void** p, int size);
但還沒有執行
*p = malloc(sizeof(int)*size);
語句時，它們的記憶體結構圖如下所示：
其實這裡，我們可以把二維指標和一維指標當成和變數一樣，也是有地址的。只不過它的解釋不一樣而已。
變數：裡面的值是一個數值。
一維指標：裡面的值是個地址，而這個地址裡的值是個數值。
二維指標：裡面的值是個地址，而這個地址裡的值也是個地址。
那麼，我看著圖來解釋p ：
p 裡面是一個地址，這個地址是&a ，即是a 指標的地址值，而a 指標地址裡面的值也是個地址，這個地址是指向一個不確定的地方，說得坳口，慢慢對比圖來理解就會好了！
執行malloc(size) 後的圖如下：
然後在執行賦值語句：
*p = malloc(sizeof(int)*size);
後，如下圖所示：
然後，我們就給指標a 分配記憶體成功了。
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