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C语言中的引用调用
函数的调用方式有两种:(a) 值传递和 (b) 引用传递。在本节中,我们将解释引用传递的机制。
让我们从简要概述“指针”和“地址运算符(&)”开始本节。学习这两个概念对于充分理解引用传递的机制非常重要。
C语言中的地址运算符(&)
在C语言中,变量是命名内存位置。当声明变量时,编译器会在内存中分配一个随机位置,并在内部使用用户定义的名称来标识该位置。
要获取变量创建的地址,我们使用地址(&)运算符。
示例
请看下面的例子 -
#include <stdio.h> int main(){ int x = 10; printf("x: %d Address of x: %d", x, &x); }
输出
这将打印x的值及其地址 -
x: 10 Address of x: -1990957196
什么是C语言中的指针?
指针是一个存储另一个变量地址的变量。要声明指针变量,其名称前缀为*符号。指针变量和其宿主变量的类型必须相同。
地址由&运算符分配。解引用运算符(*)与指针一起使用。它获取地址分配给指针的变量的值。
示例
下面的例子演示了C语言中引用和解引用的工作方式 -
#include <stdio.h> int main(){ int x = 10; int *y = &x; printf("x: %d Address of x: %d\n", x, &x); printf("Address of y: %d \n", &y); printf("Value at address in y: %d\n", *y); }
输出
运行代码并检查其输出 -
x: 10 Address of x: -1742755108 Address of y: -1742755104 Value at address in y: 10
C语言中的引用传递是如何工作的?
当函数被引用调用时,传递的是实际参数变量的地址,而不是它们的值。
让我们定义接收两个变量引用的add()函数 -
int add(int *x, int *y){ int z = *x + *y; return z; }
当调用这样的函数时,我们传递实际参数的地址。
示例
让我们从main()函数内部通过引用调用add()函数 -
#include <stdio.h> /* function declaration */ int add(int *, int *); int main(){ int a = 10, b = 20; int c = add(&a, &b); printf("Addition: %d", c); } int add(int *x, int *y){ int z = *x + *y; return z; }
输出
当您运行此代码时,它将产生以下输出 -
Addition: 30
现在让我们了解这段代码是如何工作的。main()函数将a和b的地址传递给add()函数。a和b的地址被分配给指针变量x和y。
现在关注add()函数内部的语句“z = *x + *y;”。请记住,x存储a的地址。*x和*y中的解引用运算符分别获取a和b的值,因此z是main()函数中a和b的和。
示例:使用引用传递交换值
让我们借助以下交换两个变量值的示例,更详细地了解引用传递机制的工作原理。
#include <stdio.h> /* Function definition to swap the values */ /* It receives the reference of two variables whose values are to be swapped */ int swap(int *x, int *y){ int z; z = *x; /* save the value at address x */ *x = *y; /* put y into x */ *y = z; /* put z into y */ return 0; } /* The main() function has two variables "a" and "b" */ /* Their addresses are passed as arguments to the swap() function. */ int main(){ /* local variable definition */ int a = 10; int b = 20; printf("Before swap, value of a: %d\n", a ); printf("Before swap, value of b: %d\n", b ); /* calling a function to swap the values */ swap(&a, &b); printf("After swap, value of a: %d\n", a); printf("After swap, value of b: %d\n", b); return 0; }
输出
当您运行此代码时,它将产生以下输出 -
Before swap, value of a: 10 Before swap, value of b: 20 After swap, value of a: 20 After swap, value of b: 10
解释
假设main()函数中的变量a和b分别分配了内存地址100和200。由于它们的地址被传递给x和y(请记住它们是指针),因此swap()函数中的变量x、y和z分别在地址1000、2000和3000处创建。
由于“x”和“y”存储“a”和“b”的地址,“x”变为100,“y”变为200,如上图所示。
在swap()函数内部,第一条语句“z = *x”导致“x”中地址处的值存储在“x”(即10)中。类似地,在语句“*x = *y;”中,将“y”中地址处的值(即20)存储在指针为“x”的位置中。
最后,语句“*y = z;”将“z”赋值给“y”指向的变量,即main()函数中的“b”。现在,“a”和“b”的值被交换了。
下图直观地演示了它是如何工作的 -
混合使用值传递和引用传递
您可以使用值传递和引用传递的组合作为函数调用机制。它可以被称为“混合调用机制”,其中一些参数通过值传递,其他参数通过引用传递。
C语言中的函数可以有多个参数,但只能返回一个值。引用传递机制是克服此限制的一个好方法。
示例
在此示例中,calculate()函数通过值接收整数参数,并接收两个指针,其中存储其平方和立方。
#include <stdio.h> #include <math.h> /* function declaration */ int calculate(int, int *, int *); int main(){ int a = 10; int b, c; calculate(a, &b, &c); printf("a: %d \nSquare of a: %d \nCube of a: %d", a, b, c); } int calculate(int x, int *y, int *z){ *y = pow(x,2); *z = pow(x, 3); return 0; }
输出
当您运行此代码时,它将产生以下输出 -
a: 10 Square of a: 100 Cube of a: 1000
当函数需要执行内存级操作(例如控制外围设备、执行动态分配等)时,广泛使用引用传递机制。