当用数组名作函数参数时,如果形参数组中各元素的值发生变化,实参数组元素的值随之变化。
1.数组元素做实参的情况:
如果已经定义一个函数,其原型为
void swap(int x,int y);
假设函数的作用是将两个形参(x,y)进行交换,现在有以下的函数调用:
swap (a[0],a[1]);
用数组元素做实参的情况,与用变量作实参的情况一样,是“值传递”方式,将a[0]和a[1]的值单向传递给x和y。当x和y的值改变时a[0]和a[1]的值并不改变。
2.数组名作函数形参的情况:
实参数组名代表该数组首元素的地址,而形参是用来接收从实参传递过来的数组首元素的地址的。因此,形参应该是一个指针变量(只有指针变量才能存放地址)。实际上,C编译都是将形参数组名作为指针变量来处理的。
例如:定义一个函数fun,fun函数的形参写成数组的形式:
void fun(int arr[],int n);
但在程序编译时是将arr按指针变量来处理的,相当于函数fun应写成:
void fun(int *arr,int n);
在该函数被调用时,系统会在fun函数中建立一个指针变量arr,用来存放从主调函数传递过来的实参数组元素的地址。如果在fun函数中用运算符sizeof测定arr所占字节数,可以发现sizeof(arr)的值为4。这就证明了系统是把arr作为指针变量来处理的。例如:
void fun(int arr[], int n){int s = sizeof(arr);printf("arr所占字节数为:%d\n", s);}int main(){int brr[10];fun(brr, 10);return 0;}
运行结果:
当arr接收了实参数组的首元素地址后,arr就指向实参数组的首元素,也就是指向了brr[0]。因此,arr就是brr[0]。arr+1指向brr[1],arr+2指向brr[2],arr+3指向brr[3].也就是说,*(arr+1)
,*(arr+2)
,*(arr+3)
分别是brr[1],brr[2],brr[3]。*(arr+i)
和arr[i]
是无条件等价的。因此在调用函数期间,arr[0]和arr以及brr[0]都代表数组brr序号为0的元素。
【注意】
实参数组名代表一个固定的地址,或者说是指针常量,但形参数组名并不是一个固定的地址,而是按指针变量处理。
在函数调用进行虚实结合后,形参的值就是实参数组首元素的地址。在函数指向期间,它可以在被赋值。
【例】定义一个数组名作形参的函数,通过调用这个函数改变实参数组的值
int fun(int arr[], int n){//int s = sizeof(arr);//printf("arr所占字节数为:%d\n", s);int t;t = arr[1];arr[1] = arr[2];arr[2] = t;return arr[0];}int main(){int brr[10] = { 1,3,2,4,5,6,7,8,9,10 };fun(brr, 10);for (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d", brr[i]);}return 0;}
运行结果:
常用这种方法通过调用一个函数来改变实参数组的值。
3.变量名做函数参数和用数组名做函数参数的比较
(1)当实参类型是变量名时,要求形参的类型也是变量名,通过形参传递的信息是变量的值,通过函数调用不能改变实参变量的值。
(2)当实参类型是数组名时,要求形参的类型是数组名或者指针变量,通过形参传递的信息是实参数组首元素的地址,通过函数调用能改变实参变量的值。
说明:C语言调用函数时虚实结合的方法都是采用“值传递”方式,当用变量名作为函数参数时传递的是变量的值。当用数组名作函数参数时,由于数组名代表的是数组首元素地址,因此传递的值是地址,所以要求形参为指针变量。
4.数组名和指针变量作为函数的形参
在C语言中用下标法和指针法都可以访问一个数组(如果有一个数组a,则a[i]和*(a+i)无条件等价)。用数组名作形参,以便于实参数组对应,比较直观便于理解。从应用的角度看,用户可以认为有一个形参数组,它从实参数组那里得到起始地址,因此形参数组与实参数组共占同一段内存单元,在调用函数期间,如果改变了形参数组的值,也就是改变了实参数组的值。在主调函数中就可以利用这些已经改变的值。
【例】将数组a中n个整数按相反顺序存放,用一个函数inv来实现交换。实参用数组名a,形参可用数组名,也可用指针变量。
void inv(int x[], int n)//形参x是数组名{int temp;int m = (n - 1) / 2;for (int i = 0; i <= m; i++){int j = n - 1 - i;//把x[i]和x[j]交换temp = x[i];x[i] = x[j];x[j] = temp;}return;}int main(){int a[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };inv(a, 10);//调用inv函数进行交换for (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", a[i]);}}
运行结果:
结果分析:
在main主函数中定义整型数组a,并赋初值。函数inv的形参数组名为x。在定义inv函数时,可以不指定形参数组x的大小(元素个数)。因为形参数组名实际上是一个指针变量,并不是真的开辟一个数组空间(定义实参数组时必须指定数组大小,因为要开辟相应的存储空间)。inv函数的形参n用来接收需要处理的元素的个数。在main函数中有函数调用语句inv(a,10);
,表示要求将a数组的10个元素颠倒排列。如果改为inv(a,5);
,则表示要求将a数组的前5个元素颠倒排列,此时函数inv只处理5个数组元素。函数inv中的m是i值得上限,当im时,则结束循环过程。
改写代码,将函数inv中得形参x改成指针变量:
void inv(int *x, int n){int temp;//定义一个中间变量,用来交换两个变量得值int m = (n - 1) / 2;int* p;//定义一个指针变量pp = x + m;//p指向a[m]元素的地址int* i;//定义一个指针变量ii = x;//i指向数组首元素的地址int* j;//定义一个指针变量jj = x + n - 1;//j指向数组最后一个元素的地址for (i=x;i<=p;i++,j--){//交换i和j所指向的数组元素的值temp = *i;*i = *j;*j = temp;}return;}int main(){int a[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };inv(a, 10);for (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", a[i]);}}
改写后,函数inv中得形参有数组名x[]变为了指针变量*x,相应的实参仍是数组名a,即数组a首元素的地址,将它传给形参指针变量x,这时x就指向a[0]。x+m是a[m]元素得地址。设i和j以及p都是指针变量,用它们指向有关元素。交换i和j所指向的数组元素的值,实际上就是交换a[i]和a[j]的值。
运行结果:
5.归纳分析
(1)形参和实参都用数组名
int fun(int x[],int n){...}int main(){int a[10];...fun(a,10);...return 0;}
由于形参数组名x接收了实参数组名首元素a[0]的地址,因此可以认为在函数调用期间,形参数组和实参数组共用一段内存单元,如图所示:
(2)实参用作数组名,形参用指针变量
void fun(int *x,int n){...}int main(){int a[10];...fun(a,10);...return 0;}
实参a为数组名,形参x为int *型的指针变量,调用函数开始后,形参x指向a[0],即x=&a[0],通过x值的改变,可以指向a数组的任一元素,如图所示:
(3)实参形参都用指针变量
void fun(int *x,int n){...}int main(){int a[10];int *p=a;...fun(a,10)...return 0;}
实参p和形参x都是int*型指针变量。先使用实参指针变量p指向数组元素a[0],p的值是&a[0]。然后将p的值传给形参变量x,x的初始值也是&a[0],通过x的值的改变可以使x指向数组a的任一元素,如图所示:
(4)实参为指针变量,形参为数组名
void fun(int x[],int n){...}int main(){int a[10];int *p=a;...fun(p,10);...return 0;}
实参p作为指针变量,它指向a[0]。形参为数组名x,编译系统把x作为指针变量处理,将a[0]的地址传给形参x,使x也指向a[0]。也可以理解为形参数组x和a数组共用同一内存单元,在函数执行过程中可以使x[i]的值发生变化,而x[i]就是a[i]。这样主函数可以使用改变了的数组元素值,如图所示:
【例】指针变量做实参
void inv(int* x, int n){int temp;int m = (n - 1) / 2;int* p;p = x + m;int* i;i = x;int* j;j = x + n - 1;for (i = x; i <= p; i++, j--){temp = *i;*i = *j;*j = temp;}return;}int main(){int a[10];int* p = a;//指针变量p指向a[0]//输入数组a的元素for (int i = 0; i < 10; i++, p++){scanf("%d", p);}p = a;//将指针变量p重新指向a[0]inv(p, 10);//调用inv函数,实参是变量pfor (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", a[i]);}return 0;}
运行结果:
上面的main函数中的指针变量p是有确定值的。如果在main函数中不设数组,只设指针变量,就会出错。假如把主函数修改如下:
void inv(int* x, int n){int temp;int m = (n - 1) / 2;int* p;p = x + m;int* i;i = x;int* j;j = x + n - 1;for (i = x; i <= p; i++, j--){temp = *i;*i = *j;*j = temp;}return;}int main(){int a[10];int* p;//输入数组a的元素for (int i = 0; i < 10; i++){scanf("%d", p+i);}inv(p, 10);//调用inv函数,实参是变量pfor (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", *(p+i));}return 0;}
编译时会出错,原因是指针变量p没有确定值,谈不上指向哪个变量:
因此,下面这样的使用是不正确的:
void fun(int x[],int n){...}int main(){int *p;...fun(p,10);}
【注意】如果指针变量做实参,必须先使指针变量有确定的值,指向一个已经定义的对象。
以上4种方法,实质上都是地址的传递。其中(3)和(4)两种只是形式上不同,实际上形参都是使用的指针变量。
【例】使用指针方法对10个整数按由大到小的顺序排列。
【思路】在主函数种定义数组a存放10个整数,定义int*型指针变量p指向a[0]。定义函数sort使数组a种的元素由大到小的顺序排列。在主函数中调用sort函数,用指针变量p作实参。sort函数的形参用数组名。用选择法进行排序。
//定义sort函数,x是形参数组名void sort(int x[], int n){int temp;for (int i = 0; i < n-1; i++){for (int j = i + 1; j < n; j++){if (x[j]>x[i]){temp = x[i];x[i] = x[j];x[j] = temp;}}}}int main(){int a[10];int* p = a;//指针变量p指向a[0]//输入10个整数for (int i = 0; i < 10; i++){scanf("%d", p++);}p = a;//指针变量p重新指向a[0]sort(p, 10);//调用sort函数//输出排序后的10个数组元素for (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", *p);p++;}return 0;}
运行结果:
如果sort函数中将x定义为指针变量,在函数中仍可以用x[i]和x[j]这样的形式表示数组元素,它就是x+i和x+j所指的数组元素。