更深入的理解-函數(shù)進階

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1、第18章更深入的理解——函數(shù)進階第10章中已經(jīng)討論了函數(shù)的基本知識，讓讀者對函數(shù)有了基本的認(rèn)識，本章從更深層次幫助讀者理解函數(shù)。從和函數(shù)關(guān)系最密切的調(diào)用和返回入手，函數(shù)的參數(shù)傳遞有傳值，傳指針2種方式，從類型的角度上看，參數(shù)不僅僅可以是系統(tǒng)內(nèi)建的數(shù)據(jù)類型，還可以是數(shù)組、結(jié)構(gòu)等。此外，遞歸編程機制，函數(shù)的作用域和可見域，變量的生存期、作用域和可見域等都是本章討論的重點。18.1參數(shù)傳遞的副本機制如果將函數(shù)比作劇本，那形參和實參的關(guān)系相當(dāng)于角色和演員的關(guān)系，函數(shù)的參數(shù)傳遞有傳值和傳地址兩種方式。傳值調(diào)用時，在函數(shù)內(nèi)對形參的改變都不會影響實參，要想在函數(shù)內(nèi)對實參進行操作，必須采用傳地址調(diào)用的方

2、式。這是形象化的理解，從本質(zhì)上說，這是由參數(shù)傳遞的副本機制決定的。所謂副本機制，是指copy（拷貝）的思想，不論是傳值調(diào)用還是傳址調(diào)用，編譯器都要為每個參數(shù)制作臨時副本，或稱拷貝，函數(shù)體中對參數(shù)的修改都是對副本的修改，下面具體分析之。18.1.1傳值調(diào)用的副本傳值調(diào)用的情況相對簡單，不論傳遞的參數(shù)如何，編譯器都為這些參數(shù)制作臨時副本，函數(shù)體中對參數(shù)的修改都是針對副本進行的，絲毫不會影響傳來的參數(shù)，試通過下述一段示例，體會傳值調(diào)用的副本機制。18.1.2傳址調(diào)用的副本機制相比傳值調(diào)用，傳址調(diào)用似乎要復(fù)雜一點，但只要知道，傳址調(diào)用也是通過副本機制，便能很好地理解傳址調(diào)用的機理，同樣從一個形象

3、的例子入手。18.2函數(shù)返回值的副本機制如果要細分，函數(shù)返回也可以認(rèn)為存在傳值和傳址兩種方式。函數(shù)返回同樣也是根據(jù)副本機制來處理的，首先來回顧下函數(shù)返回的流程：當(dāng)執(zhí)行到return語句時，return的值被復(fù)制到某個內(nèi)存單元或寄存器中，其地址是由編譯器來維護的，程序員無法直接訪問該地址，也就是說，在函數(shù)執(zhí)行完畢，相關(guān)現(xiàn)場被撤銷前，返回的值被復(fù)制保存到了某個地方，編譯器訪問該位置即可知道函數(shù)的返回值。該位置即可看成是函數(shù)中返回值的副本。對函數(shù)返回取地址是不合法的，即假設(shè)存在如下函數(shù)：intA(intb,intc);不允許使用如下形式的語句：&A(3,4);18.2.1return局部變量為

4、什么合法函數(shù)返回的副本機制很好地解釋了為什么return一個局部變量是合法的，來看一段簡單的求和函數(shù)代碼：intsum(inta,intb)/*函數(shù)定義*/{intc=a+b;/*局部變量c*/returnc;/*返回*/}……intd=sum(1,2);/*函數(shù)調(diào)用*/來看語句“intd=sum(1,2);”，該語句先執(zhí)行函數(shù)sum，sum函數(shù)執(zhí)行完畢后將結(jié)果賦值給int型變量d，如果從字面上理解，是將c賦值給d，但實際上，在執(zhí)行賦值操作時，由于函數(shù)sum已經(jīng)執(zhí)行完畢返回，函數(shù)中的局部變量c已被撤銷，不存在了。實際上，在c被撤銷前，函數(shù)已經(jīng)為返回值c創(chuàng)建了副本，保存在特定的位置上，賦值

5、操作是由該位置處的副本完成的，形象的示意如所示。18.2.2返回指針申請動態(tài)內(nèi)存下面來看一下如何通過返回指針在函數(shù)中動態(tài)申請內(nèi)存，試比較下述與的異同：代碼?通過返回指針傳遞動態(tài)內(nèi)存GetMemorySunccess218.2.3不要返回指向棧內(nèi)存的指針動態(tài)申請內(nèi)存是在堆中完成的，而函數(shù)返回不會釋放堆內(nèi)存，但不要忘記，函數(shù)返回時，棧內(nèi)存中的內(nèi)容會被自動清除，因此，不要返回指向棧內(nèi)存的指針。請讀者試著分析下述的問題所在：18.2.4返回指向只讀存儲區(qū)的指針如果將中的GetMemory函數(shù)修改如下，會怎樣？char*GetMemory(void)/*定義函數(shù)GetMemory*/{char*p

6、="Hello,C";/*棧內(nèi)存中開辟字符串*/returnp;/*返回局部指針*/}"Hello,C"作為常量字符串，位于程序的只讀存儲區(qū)（.rodata），此時，返回指向只讀存儲區(qū)的指針p并沒有問題，但該指針只能用于輸出，而不能用于輸入改寫。18.3函數(shù)與結(jié)構(gòu)體結(jié)構(gòu)體可以看成一種數(shù)據(jù)組織方式，將很多不同類型的相關(guān)數(shù)據(jù)打包，構(gòu)成一種新的類型，從這種意義上說，結(jié)構(gòu)體變量完全可以當(dāng)成是一種普通類型的變量來使用。結(jié)構(gòu)體變量作函數(shù)參數(shù)時，也有傳值和傳址兩種方式，函數(shù)返回亦是如此，既可以返回結(jié)構(gòu)體變量，也可以返回指向非局部結(jié)構(gòu)體變量的指針。18.3.1結(jié)構(gòu)體變量的傳值和傳址調(diào)用采用值傳遞時，在函

7、數(shù)內(nèi)將生成實參的“復(fù)制品”，如果參數(shù)多是像int,char之類的簡單變量，這些變量占用的內(nèi)存并不多，復(fù)制也快。但結(jié)構(gòu)或共用體變量往往由多個成員變量組成，占用內(nèi)存大，如果復(fù)制一份，會造成時間和空間雙重浪費。采用值傳遞不會造成時空浪費，因為不管是多么復(fù)雜的結(jié)構(gòu)類型，指針參數(shù)只占4個內(nèi)存字節(jié)。18.3.2結(jié)構(gòu)體變量的成員作為函數(shù)參數(shù)結(jié)構(gòu)體變量的數(shù)據(jù)成員作函數(shù)實參時，結(jié)構(gòu)體變量的數(shù)據(jù)成員可以當(dāng)成是普通變量來使用，同樣存在傳值和傳址兩種函數(shù)調(diào)