剖析C++編程當中指針作為函數參數的用法
在C語言中,函數指針變量常見的用途之一是作為函數的參數,將函數名傳給其他函數的形參。這樣就可以在調用一個函數的過程中根據給定的不同實參調用不同的函數。
例如,利用這種方法可以編寫一個求定積分的通用函數,用它分別求5個函數的定積分:
可以看出,每次需要求定積分的函數是不一樣的??梢跃帉懸粋€求定積分的通用函數integral,它有3個形參: 下限a、上限b,以及指向函數的指針變量fun。函數原型可寫為:
double integral (double a, double b, double (*fun)(double));
分別編寫5個函數f1,f2,f3,f4,f5, 用來求上面5個函數的值。然后先后調用integral函數5次,每次調用時把a,b以及f1,f2,f3,f4,f5之一作為實參,即把上限、下限以及有關函數的入口地址傳送給形參fun。在執(zhí)行integral函數過程中求出各函數定積分的值。
在面向對象的C++程序設計中,這種用法就比較少了。
函數的參數不僅可以是整型、浮點型、字符型等數據,還可以是指針類型。它的作用是將一個變量的地址傳送給被調用函數的形參。
【例】即對輸入的兩個整數按大小順序輸出。這里用函數處理,而且用指針類型的數據作函數參數。程序如下:
#include <iostream> using namespace std; int main( ) { void swap(int *p1,int *p2); //函數聲明 int *pointer_1,*pointer_2,a,b; //定義指針變量pointer_1,pointer_2,整型變量a,b cin>>a>>b; pointer_1=&a; //使pointer_1指向a pointer_2=&b; //使pointer_2指向b if(a<b) swap(pointer_1,pointer_2); //如果a<b,使*pointer_1和*pointer_2互換 cout<<"max="<<a<<" min="<<b<<endl; //a已是大數,b是小數 return 0; } void swap(int *p1,int *p2) //函數的作用是將*p1的值與*p2的值交換 { int temp; temp=*p1; *p1=*p2; *p2=temp; }
運行情況如下:
45 78↙ max=78 min=45
請注意:不要將main函數中的swap函數調用寫成
if(a<b) swap(*pointer_1, *pointer_2);
請注意交換*p1和*p2的值是如何實現的。如果寫成以下這樣就有問題了:
void swap(int *p1, int *p2) { int *temp; *temp=*p1; //此語句有問題 *p1=*p2; *p2=*temp; }
本例采取的方法是交換a和b的值,而p1和p2的值不變。
可以看到,在執(zhí)行swap函數后,主函數中的變量a和b的值改變了。這個改變不是通過將形參值傳回實參來實現的。請讀者考慮一下能否通過調用下面的函數實現a和b互換。
void swap(int x, int y) { int temp; temp=x; x=y; y=temp; }
在main函數中用“swap(a, b);”調用swap函數,會有什么結果呢?在函數調用時,a的值傳送給x,b的值傳送給y。執(zhí)行完swap函數最后一個語句后,x和y的值是互換了,但main函數中的a和b并未互換,如圖6.10(b)所示。也就是說由于虛實結合是采取單向的“值傳遞”方式,只能從實參向形參傳數據,形參值的改變無法回傳給實參。
為了使在函數中改變了的變量值能被main函數所用,不能采取把要改變值的變量作為參數的辦法,而應該用指針變量作為函數參數。在函數執(zhí)行過程中使指針變量所指向的變量值發(fā)生變化,函數調用結束后,這些變量值的變化依然保留下來,這樣就實現了“通過調用函數使變量的值發(fā)生變化,在主調函數中使用這些改變了的值”的目的。
如果想通過函數調用得到n個要改變的值,可以采取下面的步驟:
在主調函數中設n個變量,用n個指針變量指向它們;
編寫被調用函數,其形參為n個指針變量,這些形參指針變量應當與主調函數中的n個指針變量具有相同的基類型;
在主調函數中將n個指針變量作實參,將它們的值(是地址值)傳給所調用函數的n個形參指針變量,這樣,形參指針變量也指向這n個變量;
通過形參指針變量的指向,改變該n個變量的值;
在主調函數中就可以使用這些改變了值的變量。
請注意,不能企圖通過改變形參指針變量的值而使實參指針變量的值改變。請分析下面程序:
#include <iostream> using namespace std; int main( ) { void swap(int *p1,int *p2); int *pointer_1,*pointer_2,a,b; cin>>a>>b; pointer_1=&a; pointer_2=&b; if(a<b) swap(pointer_1,pointer_2); cout<<"max="<<a<<" min="<<b<<endl; return 0; } void swap(int *p1,int *p2) { int *temp; temp=p1; p1=p2; p2=temp; }
實參變量和形參變量之間的數據傳遞是單向的“值傳遞”方式。指針變量作函數參數也要遵循這一規(guī)則。調用函數時不會改變實參指針變量的值,但可以改變實參指針變量所指向變量的值。
函數的調用可以(而且只可以)得到一個返回值(即函數值),而使用指針變量作函數參數,就可以通過指針變量改變主調函數中變量的值,相當于通過函數調用從被調用的函數中得到多個值。如果不用指針變量是難以做到這一點的。
【例】輸入a,b,c 3個整數,按由大到小的順序輸出。
用上面介紹的方法,用3個指針變量指向3個整型變量,然后用swap函數來實現互換3個整型變量的值。程序如下:
#include <iostream> using namespace std; int main( ) { void exchange(int *,int *,int *); //對exchange函數的聲明 int a,b,c,*p1,*p2,*p3; cin>>a>>b>>c; //輸入3個整數 p1=&a;p2=&b;p3=&c; //指向3個整型變量 exchange(p1,p2,p3); //交換p1,p2,p3指向的3個整型變量的值 cout<<a<<" "<<b<<" "<<c<<endl; //按由大到小的順序輸出3個整數 } void exchange(int *q1,int *q2,int *q3) { void swap(int *,int *); //對swap函數的聲明 if(*q1<*q2) swap(q1,q2); //調用swap,將q1與q2所指向的變量的值互換 if(*q1<*q3) swap(q1,q3); //調用swap,將q1與q3所指向的變量的值互換 if(*q2<*q3) swap(q2,q3); //調用swap,將q2與q3所指向的變量的值互換 } void swap(int *pt1,int *pt2) //將pt1與pt2所指向的變量的值互換 { int temp; temp=*pt1; *pt1=*pt2; *pt2=temp; }
運行情況如下:
12 -56 87↙ 87 12 -56