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ab的地址传递给add()函数。ab的地址被分配给指针变量xy

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*y中的解引用运算符分别获取ab的值,因此z是main()函数中ab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ab分别分配了内存地址100和200。由于它们的地址被传递给xy(请记住它们是指针),因此swap()函数中的变量xyz分别在地址1000、2000和3000处创建。

Inside the swap in C

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 -

Understand Visually how this works in C

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。

广告