Cprogramming 简明教程

Passing Pointers to Functions in C

pointer In C 是一个变量，其中存储有其他变量的地址。它充当对原始变量的引用。可以向函数传递指针，就像传递任何其他参数一样。

可以在 C 中通过两种方式调用函数：

  1. Call by Value

  2. Call by Reference

要通过引用调用函数，需要定义该函数以在调用函数中接收指向 variable 的指针。以下是用于通过引用调用函数的 syntax ：

type function_name(type *var1, type *var2, ...)

通过引用调用函数时，将传递实际参数变量的指针，而不是其值。

Advantages of Passing Pointers to Functions

向函数传递指针有两个 advantages ：

  1. 它克服了按值传递的限制。对被调用的 function 中值所做的更改将直接在指针中存储的地址处进行。因此，我们可以在从另一个作用域直接操控变量。

  2. 它还克服了函数仅能返回一个表达式的限制。通过传递指针，函数处理的效果直接在地址处发生。其次，如果返回 array 或 struct variable 的指针，则可以返回多个值。

在本章中，我们将了解如何：

  1. 向 int 变量传递指针

  2. Pass pointers to array

  3. Pass pointer to structure

Example of Passing Pointers to Functions

让我们定义一个函数 add() ，该函数接收两个变量的引用。调用这样的函数时，我们将传递实际参数的地址。让我们从 main() function 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;
}

Output

Addition: 30

Swap Values by Passing Pointers

向函数传递指针最常被引用的应用之一就是我们可以如何交换两个变量的值。

以下函数接收要交换其值的两变量的引用：

/* function definition to swap the values */
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;
}

Example

main() 函数有两个变量 a 和 b ；其地址作为参数传递给 swap() 函数。

#include <stdio.h>

int swap(int *x, int *y){
   int z;
   z = *x;
   *x = *y;
   *y = z;
}

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;
}

执行此代码时，将生成以下输出 −

Before swap, value of a: 10
Before swap, value of b: 20
After swap, value of a: 20
After swap, value of b: 10

Passing an Array Pointer to a Function

在 C 编程中，数组的名称充当数组第一个元素的地址；换句话说，它变成了指向数组的指针。

Example

在此示例中，我们在 main() 中声明了一个未初始化的数组，并将它的指针连同整数一起传递给一个函数。

在函数内部，该数组会被填入传递整数的平方、立方和平方根。该函数返回此数组的指针，使用该指针可以访问值并在 main() 函数中打印值。

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int arrfunction(int, float *);

int main(){

   int x = 100;
   float arr[3];

   arrfunction(x, arr);

   printf("Square of %d: %f\n", x, arr[0]);
   printf("Cube of %d: %f\n", x, arr[1]);
   printf("Square root of %d: %f\n", x, arr[2]);

   return 0;
}

int arrfunction(int x, float *arr){
   arr[0] = pow(x,2);
   arr[1] = pow(x, 3);
   arr[2] = pow(x, 0.5);
}

当你运行这段代码时，它将产生以下输出：

Square of 100: 10000.000000
cube of 100: 1000000.000000
Square root of 100: 10.000000

Passing String Pointers to a Function

我们来看另一个示例，其中我们将字符串指针传递给一个函数。

Example

在这个程序中，两个 strings 被传递到 compare() 函数。C 中的字符串是一个字符数据类型的数组。我们使用 strlen() function 来查找字符串的长度。

#include <stdio.h>

int compare(char *, char *);

int main(){

   char str1[] = "BAT";
   char str2[] = "BALL";
   int ret = compare(str1, str2);

   return 0;
}

int compare (char *x, char *y){

   int val;

   if (strlen(x) > strlen(y)){
      printf("Length of Str1 is greater than or equal to the length of Str2");
   }
   else{
      printf("Length of Str1 is less than the length of Str2");
   }
}

当你运行这段代码时，它将产生以下输出：

Length of Str1 is less than the length of Str2

Passing Struct Pointer to a Function

在 C 编程中，一个 structure 是一个异构数据类型，其中包含不同 data types 的元素。让我们看看如何将结构指针传递给一个函数。

Example

在这个例子中，在 main() 中声明了一个结构变量 rectangle ，并将它的地址传递给一个名叫 area() 的用户定义函数。当被调用时，area() 函数能够用间接操作符“ → ”来使用变量的元素。它计算结果并把它赋给 area 元素 r→area。

#include <stdio.h>
#include <string.h>

struct rectangle{
   float len, brd;
   double area;
};

int area(struct rectangle *);

int main(){

   struct rectangle s;
   printf("Input length and breadth of a rectangle");
   scanf("%f %f", &s.len, &s.brd);
   area(&s);

   return 0;

}

int area(struct rectangle *r){

   r->area = (double)(r->len*r->brd);
   printf("Length: %f \n Breadth: %f \n Area: %lf\n", r->len, r->brd, r->area);

   return 0;
}

运行代码并检查其输出：

Input length and breadth of a rectangle
10.5 20.5
Length: 10.500000
Breadth: 20.500000
Area: 215.250000

概念 passing a pointer to a function 的逻辑扩展导致传递一个 Union 指针，即 multi-dimensional array 的指针，传递 self-referential structure 的指针，等等，所有这些在诸如复杂数据结构、硬件控制编程等不同的应用领域都有重要的用途。