C 语言中的函数引用调用
函数调用有两种方式:(a) 按值调用和 (b) 按引用调用。本章将讲解按引用调用函数的机制。
本章首先简要概述一下"指针"和"寻址运算符 (&)"。学习这两个概念对于全面理解按引用调用的机制至关重要。
C 语言中的寻址运算符 (&)
在 C 语言中,变量是一个命名的内存位置。声明变量时,编译器会在内存中分配一个随机位置,并在内部使用用户定义的名称标识该位置。
要获取创建变量的地址,我们使用地址 (&) 运算符。
示例
请看以下示例 -
#include <stdio.h> int main(){ int x = 10; printf("x: %d Address of x: %d", x, &x); }
输出
这将打印 x 的值及其地址 -
x: 10 Address of x: -1990957196
C 语言中的指针是什么?
指针是存储另一个变量地址的变量。要声明指针变量,其名称需以 * 符号作为前缀。指针变量的类型必须与其宿主变量相同。
使用 & 运算符赋值。解引用运算符 (*) 与指针一起使用。它用于获取已赋值给指针的变量的值。
示例
以下示例演示了 C 语言中引用和解引用的工作原理 -
#include <stdio.h> int main(){ int x = 10; int *y = &x; printf("x: %d Address of x: %d ", x, &x); printf("Address of y: %d ", &y); printf("Value at address in y: %d ", *y); }
输出
运行代码并检查其输出 −
x: 10 Address of x: -1742755108 Address of y: -1742755104 Value at address in y: 10
C 语言中如何进行引用调用?
当通过引用调用函数时,传递的是实际参数变量的地址,而不是它们的值。
我们定义一个 add() 函数,它接收两个变量的引用 -
int add(int *x, int *y){ int z = *x + *y; return z; }
调用此类函数时,我们传递的是实际参数的地址。
示例
我们在 main() 函数内部通过引用调用 add() 函数 -
#include <stdio.h> /* 函数声明 */ 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; }
输出
运行此代码时,将产生以下输出 -
Addition: 30
现在让我们了解一下这段代码的实际工作原理。main() 函数将 a 和 b 的地址传递给 add() 函数。a 和 b 的地址被赋值给指针变量 x 和 y。
现在关注 add() 函数中的语句"z = *x + *y;"。记住,x 存储的是 a 的地址。 *x 和 *y 中的解引用运算符分别获取 a 和 b 的值,因此 z 是在 main() 函数中将 a 与 b 相加。
示例:使用"通过引用调用"交换值
让我们通过以下交换两个变量值的示例,更详细地了解"通过引用调用"机制的工作原理。
#include <stdio.h> /* 定义一个用于交换值的函数 */ /* 它接收两个待交换值变量的引用 */ int swap(int *x, int *y){ int z; z = *x; /* 将值保存在地址 x */ *x = *y; /* 将 y 赋值给 x */ *y = z; /* 将 z 赋值给 y */ return 0; } /* main() 函数有两个变量 "a" 和 "b" */ /* 它们的地址作为参数传递给 swap() 函数。*/ int main(){ /* 局部变量定义 */ int a = 10; int b = 20; printf("Before swap, value of a: %d ", a ); printf("Before swap, value of b: %d ", b ); /* 调用函数来交换值 */ swap(&a, &b); printf("After swap, value of a: %d ", a); printf("After swap, value of b: %d ", b); return 0; }
输出
运行此代码时,将产生以下输出 -
Before swap, value of a: 10 Before swap, value of b: 20 After swap, value of a: 20 After swap, value of b: 10
解释
假设 main() 函数中的变量 a 和 b 分别分配了内存地址 100 和 200 的位置。由于它们的地址被传递给 x 和 y(记住它们是指针),因此 swap() 函数中的变量 x、y 和 z 分别在地址 1000、2000 和 3000 处创建。

由于 "x" 和 "y" 存储了 "a" 和 "b" 的地址,因此 "x" 变为 100,"y" 变为 200,如上图所示。
在 swap() 函数中,第一个语句 "z = *x" 导致 "x" 地址处的值存储在 "x" 中(即 10)。类似地,在语句"*x = *y;"中,"y"地址的值(即20)存储在指针指向"x"的位置。
最后,语句"*y = z;"将"z"赋值给"y"指向的变量,即main()函数中的"b"。现在,"a"和"b"的值交换了。
下图直观地演示了它的工作原理 -

混合使用按值调用和按引用调用
您可以使用结合了按值调用和按引用调用的函数调用机制。这可以称为"混合调用机制",其中一些参数通过值传递,另一些通过引用传递。
C 语言中的函数可以有多个参数,但只能返回一个值。"通过引用调用"机制是克服此限制的好方法。
示例
在此示例中,calculate() 函数通过值接收一个整数参数,以及两个存储其平方和立方值的指针。
#include <stdio.h> #include <math.h> /* 函数声明 */ int calculate(int, int *, int *); int main(){ int a = 10; int b, c; calculate(a, &b, &c); printf("a: %d Square of a: %d Cube of a: %d", a, b, c); } int calculate(int x, int *y, int *z){ *y = pow(x,2); *z = pow(x, 3); return 0; }
输出
运行此代码时,将产生以下输出 -
a: 10 Square of a: 100 Cube of a: 1000
当函数需要执行内存级操作(例如控制外围设备、执行动态分配等)时,广泛使用通过引用调用机制。