c语言和ｃ++语言中函数参数的传递

其实关于函数参数的传递，我一直以来的理解还算到位的。但是经常会有一些稀奇古怪的写法会让我有点懵圈，仔细想清楚了，就会发现都是一样的道理，不过要是我来写我可能会那样写，而不这样写，在这里稍微吐槽一下ｃ语言关于数组指针的很多写法，真是很难理解了。写这个博客希望自己从此不要被很多拗口的写法吓住，抓住本质的东西，写自己的代码。

1 函数参数传递的本质

在调用一个函数时进行参数传递（不只是讲参数列表里的参数，包括函数返回值的参数传递），其本质上进行的工作都是一样的，即使用实参初始化形参。

实参与形参本质上是两个完全不同的变量，它们之间并没有更深入的联系，仅仅只是变量与初始值的关系而已。

1.1 传值参数（包括传指针）

很普通的那种，大家都了解的差不多。 > 在此处需要强调一下，所谓传值，其实是指在使用实参初始化形参时，将实参的值拷贝一份到形参。此处我将传指针也归纳到了传值这边，因为都有拷贝操作。但是此处需要稍微提一下，有几种类型（也许还有其他？以后遇到会补充）是不能通过这种形式进行拷贝的（也就是不能进行真正意义上的传值操作），那就是数组与函数（还有IO对象如cin、cout等）。所以当参数列表或者返回值类型中如果出现数组名与函数名（只要参数类型不是引用），编译器会自动将其转换成常量指针类型，然后再使用这个常量指针进行传值操作。

例子（函数指针）：

#include<iostream>
#include<string>
using std::string;
bool useBigger(const string &s1, const string &s2, bool (*pf)(const string &, const string &)){
    return pf(s1,s2);
}
//细节：函数的类型只与函数的参数还有返回类型有关，与函数名无关
bool lengthCompare(const string &s1, const string &s2){
    if(s1.size()>s2.size())	return true;
    else	return false;
}
int main(){
    //此处自动将函数lengthCompare转换成指向该函数的指针
    useBigger("1234","123456",lengthCompare);
}

1.2 传引用参数

传引用的方式也是使用实参初始化形参，但是它与传值完全不同，它并没有拷贝操作，而是利用引用的特点，将引用类型的形参绑定到实参上。从而达到可以直接操作实参的效果。c语言中不存在引用，所以需要使用指针来完成类似的操作。(多嘴一句，引用在编译器底层其实是通过常量指针实现的)

一个经典的例子如下：

#include<iostream>
using namespace std;
void reset(int &i){
    i=0;
}
int main(){
    int j=42;
    reset(j);
    cout<<"j="<<j<<endl;
}

如上例，在调用reset函数时，使用实参初始化形参实际相当于int j=42; int &i=j;因为形参为一个引用，并且被绑定到变量j上，因此可以通过i对变量j的值进行修改。这样就可以替代指针的部分作用了，而且更简单。　

同时，使用传引用调用还有其他一些好处： 1. 使用引用避免拷贝，提高效率（进行大的类类型对象的拷贝很低效）；因为引用类型不是一个对象，而仅仅是一种绑定关系，为已存对象另取了一个名字而已。

2. 可以传递额外信息，因为引用参数可以改变原变量值，所以并不是只有返回值可以传递信息了，参数也可以（这点指针形参也可以做到）。

注意的问题：

1. 如上int &i类型的形参在传入实参时只能是变量，不能是字面值常量，因为其不能用字面值常量初始化；

2. 如果想要使得函数实参可以传入字面值常量，形参需要改成const int &i形式，底层const的引用类型可以使用字面值常量初始化，一般只要不会对参数进行修改，就将其设置成底层const的引用；

科普一下，const可以分为顶层const与底层const两种。一般对象只会有顶层const，表示对象本身是常量不能修改；而对于指针与引用变量除了顶层const外（表示自身是常量，一般只对指针而言，引用一般只关心底层const），还有底层const，表示自身指向或者引用的对象是常量。

例子：

int i = 0;
int *const p1 = &i;	//不能改变p1的值，顶层const
const int ci = 42;	//顶层const
const int *p2 = &ci;	//底层const
const int &r1 = i;	//底层const,不能通过r1改变i的值

1.3 main函数参数：处理命令行选项

#include<iostream>
using namespace std;
int main(int argc, char *argv[]){
    cout<<"argc = "<< argc << endl; 
    for(int i=0;i<argc;i++) 
        cout<<"argv["<< i << "] = "<< argv[i] <<endl; 
    return 0; 

如上，是主函数的带参数形式，此时在将源文件编译生成可执行文件后，运行时可以带参数。举个例子，比如编译生成的可执行文件叫做main_arg，则可以输入如下命令执行：

./main_arg -o -d data0 

输出如下结果

xhy@ubuntu:~/cpp_learn/6/ch06$ ./main_arg -o -d data0 
argc = 4
argv[0] = ./main_arg
argv[1] = -o
argv[2] = -d
argv[3] = data0
xhy@ubuntu:~/cpp_learn/6/ch06$ 
 

如上可以知道，其中第一个参数int　argc为命令行中字符串的数量，后面char *argv[]为一个数组，数组元素为一个指向char *类型的指针，指向一个ｃ风格的字符串。最后一个指针之后的元素值保证为０（因此不需要argc其实也能确定是否读完了参数）。

在这里了要科普一下（引用也一样）：

int *matrix[10];	//10个指针组成的数组
int (*matrix)[10]	//一个指向含有十个整数的数组的指针

这两种书写形式含义是不一样的。其中*优先级小于[]，对于int (*matrix)[10]可以按如下顺序来理解该声明的含义： 1. *matrix表示对变量matrix进行解引用操作；

2. (*matrix)[10]表示解引用后将得到一个大小为１０的数组；

3. int (*matrix)[10]表示数组中的元素是int类型。

同理，对于int *matrix[10]可以按如下顺序来理解该声明的含义：

1. matrix[10]表示matrix是一个大小为１０的数组；

2. *matrix[10]表示数组元素是指针类型；

3. int *matrix[10]表示数组元素时候int的指针类型。

其实这么写可能比较易读，但是不方便，上述main函数其实还有一种写法是：

int main(int argc, char **argv){}

之所以有这第二种写法，是因为前文中提到过，数组是不能使用传值操作的，所以传递数组其实是将数组名转换成了指针，所以一个指针的数组其实在传值操作时被转换成了一个指针的指针。并且一般情况下，我写这第二种形式比较习惯一点。指针的指针。

参考资料

• [1] C++ Primer（第5版）