在C语言中通过引用传递参数

Question

如果C语言不支持引用传递变量，为什么这段代码可以正常工作？

#include <stdio.h>

void f(int *j) {
  (*j)++;
}

int main() {
  int i = 20;
  int *p = &i;
  f(p);
  printf("i = %d\n", i);

  return 0;
}

输出：

$ gcc -std=c99 test.c
$ a.exe
i = 21 

- aks

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在这段代码中，你在哪里传递了“_reference_”？ - Atul

需要注意的是，C语言没有传递引用的方式，只能使用指针来模拟。 - Some programmer dude

正确的表述应该是“C语言不支持隐式地通过引用传递变量”——在调用函数之前需要显式地创建一个引用（使用&符号），并在函数内显式地取消引用（使用*符号）。 - Chris Dodd

传递指针是传递引用。这似乎是那些“精明”的C程序员引以为傲的事实之一，他们对此感到非常兴奋。“哦，你可能认为C是按引用传递的，但实际上只是传递内存地址的值哈哈哈。” 传递引用字面上意味着传递变量存储位置的内存地址，而不是变量的值本身。这是C所允许的，每次你传递指针时都是传递引用，因为指针是一个变量内存位置的引用。 - ICW

从技术上讲，指针本身是按值传递的。 - Some programmer dude

Answer 1

因为您将指针的值传递给方法，然后取消引用它以获取所指向的整数。

- tvanfosson

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f(p); -> 这是否意味着按值传递？然后通过取消引用来获取所指向的整数。 -> 请问能否给出更多解释。 - bapi

解引用指的是“获取指针所指向的值”。 - Rauni Lillemets

我们所说的通过地址调用函数的方法而不是传递指针的方法，被称为引用调用。例如：func1(int &a)。这不是按引用调用吗？在这种情况下，真正采用了引用，而在指针的情况下，我们仍然是按值传递，因为我们只是按值传递指针。 - Jon Wheelock

在使用指针时，关键的事实是将指针的副本传递到函数中。然后函数使用该指针，而不是原始指针。这仍然是按值传递，但它可以工作。 - Danijel

可以将一个非副本的指针传递给函数调用。例如，调用函数func: func(&A); 这将在不复制任何内容的情况下将指向A的指针传递给函数。虽然这是按值传递，但该值是一个引用，因此您正在“按引用传递”变量A。不需要复制任何内容。可以说这是按引用传递。 - ICW

重要提示：解除引用的指针是一个引用。不清楚为什么指针被视为除地址以外的其他东西。 - Sam Ginrich

Answer 2

正如其他人所说，这不是按引用传递，而是按值传递。

C语言在任何情况下都是按值传递。将指针作为参数传递并不意味着按引用传递。

规则如下:

函数无法更改实际参数的值。

(上面的引文实际上来自K&R的书)

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让我们尝试了解函数的标量和指针参数之间的区别。

标量变量

此短程序使用标量变量显示按值传递。 param 被称为形式参数，函数调用时的 variable 被称为实际参数。请注意，在函数中增加 param 不会更改 variable 。

#include <stdio.h>

void function(int param) {
    printf("I've received value %d\n", param);
    param++;
}

int main(void) {
    int variable = 111;

    function(variable);
    printf("variable %d\m", variable);
    return 0;
}

结果是

I've received value 111
variable=111

传引用的假象

我们稍微修改了代码。现在param是一个指针。

#include <stdio.h>

void function2(int *param) {
    printf("I've received value %d\n", *param);
    (*param)++;
}

int main(void) {
    int variable = 111;

    function2(&variable);
    printf("variable %d\n", variable);
    return 0;
}

结果是

I've received value 111
variable=112

这让你相信参数是按引用传递的。但实际上不是这样，它是按值传递的，参数的值是一个地址。int类型的值被递增，这就是让我们认为这是一个按引用传递的函数调用的副作用。

指针 - 按值传递

那么，我们如何展示/证明这个事实呢？也许我们可以尝试标量变量的第一个例子，但是改为使用地址（指针）。让我们看看这是否有帮助。

#include <stdio.h>

void function2(int *param) {
    printf("address param is pointing to %d\n", param);
    param = NULL;
}

int main(void) {
    int variable = 111;
    int *ptr = &variable;

    function2(ptr);
    printf("address ptr is pointing to %d\n", ptr);
    return 0;
}

结果将是两个地址相等（不用担心确切的值）。

示例结果：

address param is pointing to -1846583468
address ptr   is pointing to -1846583468

依我看，这明确证明了指针以传值方式传递。否则，在函数调用之后ptr将为NULL。

- Ely

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"ptr的地址"不正确：您打印了指针，它是变量的地址，而不是它的地址，正确的方式应该是´printf("ptr的地址 %d\n", &ptr);´。 传递引用的技术层面是传递指针，而不是幻觉！在function2中，*param实际上是一个引用。 - Sam Ginrich

正确。在“指针-按值传递”部分展示的内容实际上应该重新表述为：“printf（“指针参数指向的位置％d\n”，param）;”和“printf（“指针ptr指向的位置％d\n”，ptr）;”。很好地捕捉到了^^我认为原意是要显示以下内容： “printf（“指针参数地址％d\n”，&param）;”和 “printf（“指针ptr的地址％d\n”，&ptr）;” - Dan

是的，你说得对。我纠正了那个错误。实际上，我想表明它们所指向的地址是相同的。指针的地址在这里并不真正重要（也不相同）。 - Ely

Answer 3

在C语言中，通过传递变量的地址（指针）并在函数内解引用该地址以读取或写入实际变量来模拟按引用传递。这将被称为"C风格按引用传递"。来源：www-cs-students.stanford.edu

- user195488

Answer 4

以上代码中没有传递引用。使用指针（例如void func(int* p)）是通过地址传递。 这是C++中的传递引用的方法（在C中无效）：

void func(int& ref) {ref = 4;}

...
int a;
func(a);
// a is 4 now

- Alexander Gessler

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我喜欢“传址调用”的答案，更有意义。 - Afzaal Ahmad Zeeshan

在这个语境中，“地址”和“参考”是同义词。但你可以使用这些术语来区分它们，只是这样做并不忠实于它们的原始含义。 - ICW

Answer 5

你的例子可行是因为你将变量的地址传递给一个使用 解引用运算符 来操作它的值的函数。

虽然 C 不支持 引用数据类型，但你仍可以通过显式地传递指针值来模拟传递引用，就像你的例子中一样。

C++ 中的引用数据类型比从 C 中继承的指针类型更安全，尽管不如后者强大。下面是使用 C++ 引用 修改的你的例子：

void f(int &j) {
  j++;
}

int main() {
  int i = 20;
  f(i);
  printf("i = %d\n", i);

  return 0;
}

- Daniel Vassallo

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这篇维基百科文章是关于C++而不是C。参考资料存在于C++之前，并不依赖于特殊的C++语法才存在。 - Roger Pate

@Roger：好观点...我从我的回答中删除了对C++的明确引用。 - Daniel Vassallo

那篇新文章说“引用通常被称为指针”，这与你的答案有些不同。 - Roger Pate

Answer 6

您正在按值传递指针（地址位置）。 这就像是在说“这里是我想让您更新的数据所在的位置。”

- antony.trupe

Answer 7

C语言中没有传递引用的方式，但是指针p“指向”变量i，并且你通过传递指针p的值来完成操作。

- Pavel Radzivilovsky

Answer 8

在C语言中，所有参数都是按值传递的。使用指针会让我们误以为我们是通过引用来传递参数，因为变量值会改变。然而，如果你打印出指针变量的地址，你会发现它没有被改变。实际上，函数内部接收到的是地址值的一个拷贝。以下是一个示例代码片段：

void add_number(int *a) {
    *a = *a + 2;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
   int a = 2;

   printf("before pass by reference, a == %i\n", a);
   add_number(&a);
   printf("after  pass by reference, a == %i\n", a);

   printf("before pass by reference, a == %p\n", &a);
   add_number(&a);
   printf("after  pass by reference, a == %p\n", &a);

}

before pass by reference, a == 2
after  pass by reference, a == 4
before pass by reference, a == 0x7fff5cf417ec
after  pass by reference, a == 0x7fff5cf417ec

- Arun Suresh

Answer 9

简短回答：是的，C使用指针实现参数传递的引用。

在实现参数传递时，编程语言的设计者使用三种不同的策略（或语义模型）：将数据传输到子程序中、从子程序中接收数据或两者都执行。这些模型通常称为输入模式、输出模式和双向模式。

语言设计师制定了几种模型来实现这三种基本参数传递策略：

传值（输入模式语义） 传结果（输出模式语义） 传值-传结果（双向模式语义） 传引用（双向模式语义） 按名称传递（双向模式语义）

传引用是双向模式参数传递的第二种技术。与在主例程和子程序之间来回复制数据相反，运行时系统向子程序发送一个直接访问路径以访问数据。在这种策略中，子程序可以直接访问数据并与主例程共享数据。这种技术的主要优点是非常高效，因为无需复制空间且没有数据复制操作。

C实现参数传递时既采用传值方式，也采用传引用（双向模式）语义，使用指针作为参数。指针被发送到子程序中，根本不会复制任何实际数据。但是，因为指针是访问主例程数据的路径，所以子程序可能会更改主例程中的数据。C从ALGOL68那里采用了这种方法。

C ++还使用指针和一种特殊类型的指针（称为引用类型）实现传递引用（双向模式）语义。引用类型指针在子程序中隐式解引用，但它们的语义也是传递引用。

因此，关键概念在于传递引用实现对数据的访问路径，而不是将数据复制到子程序中。数据访问路径可以是显式解引用的指针或自动解引用的指针（引用类型）。

有关更多信息，请参阅Robert Sebesta的《编程语言概念》第10版第9章。

- Francisco Zapata

Answer 10

p是一个指针变量，它的值是i的地址。当你调用f时，你传递了p的值，也就是i的地址。

- Anssi

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当“按引用传递”将i视为值时，它是*p。 - Sam Ginrich