谭浩强 C语言第三版中

结构指针变量作函数参数

在ANSI C标准中允许用结构变量作函数参数进行整体传送。但是这种传送要将全部成员逐个传送，特别是成员为数组时将会使传送的时间和空间开销很大，严重地降低了程序的效率。因此最好的办法就是使用指针，即用指针变量作函数参数进行传送。这时由实参传向形参的只是地址，从而减少了时间和空间的开销。

 

和数组有区别

数组作为函数参数

数组可以作为函数的参数使用，进行数据传送。数组用作函数参数有两种形式，一种是把数组元素(下标变量)作为实参使用；另一种是把数组名作为函数的形参和实参使用。

数组名作为函数参数

用数组名作函数参数与用数组元素作实参有几点不同：

用数组元素作实参时，只要数组类型和函数的形参变量的类型一致，那么作为下标变量的数组元素的类型也和函数形参变量的类型是一致的。因此，并不要求函数的形参也是下标变量。换句话说，对数组元素的处理是按普通变量对待的。用数组名作函数参数时，则要求形参和相对应的实参都必须是类型相同的数组，都必须有明确的数组说明。当形参和实参二者不一致时，即会发生错误。

在普通变量或下标变量作函数参数时，形参变量和实参变量是由编译系统分配的两个不同的内存单元。在函数调用时发生的值传送是把实参变量的值赋予形参变量。在用数组名作函数参数时，不是进行值的传送，即不是把实参数组的每一个元素的值都赋予形参数组的各个元素。因为实际上形参数组并不存在，编译系统不为形参数组分配内存。那么，数据的传送是如何实现的呢?在我们曾介绍过，数组名就是数组的首地址。因此在数组名作函数参数时所进行的传送只是地址的传送，也就是说把实参数组的首地址赋予形参数组名。形参数组名取得该首地址之后，也就等于有了实在的数组。实际上是形参数组和实参数组为同一数组，共同拥有一段内存空间。

 



上图说明了这种情形。图中设a为实参数组，类型为整型。a占有以2000为首地址的一块内存区。b为形参数组名。当发生函数调用时，进行地址传送，把实参数组a的首地址传送给形参数组名b，于是b也取得该地址2000。于是a，b两数组共同占有以2000为首地址的一段连续内存单元。从图中还可以看出a和b下标相同的元素实际上也占相同的两个内存单元(整型数组每个元素占二字节)。例如a[0]和b[0]都占用2000和2001单元，当然a[0]等于b[0]。类推则有a[i]等于b[i]。

以上的谭浩强 C语言第三版中的内容

 

 

一、使用结构体进行操作的时候，比如说作为函数参数，需要复制整个结构体（结构体包含多少字节，就要复制多少字节）。

使用指针就方便多了，只需要复制4个字节（指针长度）即可。节省性能

https://zhidao.baidu.com/question/2118370445891739467.html

二、（1）结构体bai指针作为函数参数时，调用时传递的du是指向一个结构体变量的指针（即结构体变量的地址）；结构体变量作为函数参数时，调用时传递的结构体变量本身。

（2）以下代码显示了调用时的区别

#include <stdio.h>

/* 定义结构体类型Point */

typedef struct {

int x;

int y;

} Point;    

void fun1(Point  point) {

point.x += 10;

point.y += 10;

}

void fun2(Point pPoint) {

pPoint->x += 10;

pPoint->y += 10;

}

void main( )

{

Point p;

p.x = 100;

p.y = 200;

/* 调用 fun1 */

fun1( p );

printf("x=%d, y=%d\", p.x, p.y);

/* 调用 fun2：取p的地址作为参数 */

fun2( &p);

printf("x=%d, y=%d\", p.x, p.y);

}

程序的输出为：

x=100, y=200

x=110, y=210

（3）观察上面程序运行的结果发现 fun1函数执行后，p并没发生变化；而调用fun2后，p却改变了。这是因为：调用fun1时，所传递的参数p被复制到调用堆栈中，fun1函数所操作是堆栈中的变量而不是原来的那个变量（main中的p）；另一方面，调用fun2时，传入的p的地址，fun2通过地址，修改了main中的变量p。这是结构体指针与结构体变量用作函数参数最大的区别。

一个结构体A，当它的指针作为参数传入函数func，那么在func中可以通过指针改变结构体的值，函数返回后，结构体的值被改变； 但是，当结构体变量作为参数传入函数func时，在func函数中即使对他进行了修改，当函数返回时，结构体本身并没有改变，因为修改的只是他的一个副本。

https://zhidao.baidu.com/question/594984205.html?qbl=relate_question_6&word=%BD%E1%B9%B9%CC%E5%D6%B8%D5%EB%BA%C3%B4%A6

    
    有时候我们想写一个函数为特定的指针分配内存空间，这主要是为了生成指定长度的动态数组。当然，如果你不打算用函数实现，而是直接用代码敲，这没什么问题。但有时候我们为了程序的简洁性可能会有这样的需求，下面来说一下写这个函数的一个关键问题。（以为一个int*型的指针变量分配内存空间为例）
1、一个很自然的想法是写出以下代码：

#include<stdio.h>
void InitialArray(int *a , int length){  //给指针变量分配空间的函数
      a=(int*)malloc(sizeof(int)*length);
}
main(){
    int *p;
    InitialArray(p,3);
    p[0]=3;//给p[0]赋值
}

   
但是编译一下就会报内存访问错误。据李某分析大概是悬浮指针（未指向任何地址的指针或指向NULL的指针）不能作为参数传入函数，调用内存分配函数之后并不曾为p分配内存，而只是为a分配了内存。
2、正确的写法：
#include<stdio.h>
int* InitialArray(int length){  //给指针变量分配空间的函数
     int *a;  
     a=(int*)malloc(sizeof(int)*length);
     return a;
}
main(){
    int *p;
    p=InitialArray(3);
    p[0]=3;//给p[0]赋值
}
大体的解决思路其实很简单，就是定义一个以指针为返回类型的内存分配函数，在此函数里创建一个int指针并为它分配内存空间，然后将这个已经分配好内存的指针作为返回值就好了。这样，在主函数中，只需创建一个指针，并将分配内存的函数的返回值赋给它就实现了为该指针分配内存的目标。
     这是我第一篇博客，一看就知道很水，没办法水平太低，还请各位看官老爷见谅。每个屌丝都有一颗逆袭的心嘛!^_^


0.在作为参数的作用中指针和引用的共同特点是都可以在函数中改变实参对象，标准 C 中是没有引用形参的，只能使用指针形参。

1.就函数参数传递数值而言，传递指针与传递引用唯一的优势是避免拷贝，同时带来实参被改变的风险，但是可以通过const来尽量避免。

2.就为改变实参这个目的而言，指针对于引用的优势在于当你有可能需要传入一个空的概念*（尚未创立的对象，空指针可以表示，而引用无法表示空的概念）的时候，指针还有一个优势是引用不利于理解代码。 

比如问题： 

（如void xchange1(int *n1,int *n2)）或引用形参（如void xchange2(int &n1,int &n2)）。 

 在调用fun的地方，开发者马上能警觉pi所指内容可能在fun中改变，而看不出对ri的影响。有人可能会说使用const, 那也是在定义的地方，在调用的地方看不见，读代码的人总得多看一层。

3.就为改变实参这个目的而言，引用对于指针在于其存在是为了降低指针灵活性带来的风险，指针形参不仅可以将数据的引用传入函数，还可以在函数内改变这个指针，也就是说在函数内部可以改变调用域的变量（而不仅仅是对象）

4.相比起引用，指针有这些特点： 

指针变量可以被重复赋值或更改（引用则不行，一经赋值不能再改） 

指针变量可以为空（引用必须指向具体对象）

#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;
void xchange1(int *n1,int *n2);
void xchange2(int &n1,int &n2);
int main(void)
{
    int num1 = 9,num2 = 0;
    cout<<num1<<' '<<num2<<endl;
    xchange1(&num1,&num2);
    cout<<num1<<' '<<num2<<endl;
    xchange2(num1,num2);
    cout<<num1<<' '<<num2<<endl;
    system("pause");
    return 0;
}
void xchange1(int *n1,int *n2)
{
    auto temp = *n1;
    *n1 = *n2;
    *n2 =temp;
}
void xchange2(int &n1,int &n2)
{
    auto temp = n1;
    n1 = n2;
    n2 = temp;
}

在C语言的学习中，对内存管理这部分的知识掌握尤其重要！之前对C中的malloc()和free()两个函数的了解甚少，只知道大概该怎么用——就是malloc然后free就一切OK了。当然现在对这两个函数的体会也不见得多，不过对于本文章第三部分的内容倒是有了转折性的认识，所以写下这篇文章作为一个对知识的总结。这篇文章之所以命名中有个“浅谈”的字眼，也就是这个意思了！希望对大家有一点帮助！
       如果不扯得太远的话（比如说操作系统中虚拟内存和物理内存如何运做如何管理之类的知识等），我感觉这篇文章应该是比较全面地谈了一下malloc()和free().这篇文章由浅入深（不见得有多深）分三个部分介绍主要内容。
废话了那么多，下面立刻进入主题================》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》》

一、malloc()和free()的基本概念以及基本用法：
1、函数原型及说明：
void *malloc(long NumBytes)：该函数分配了NumBytes个字节，并返回了指向这块内存的指针。如果分配失败，则返回一个空指针（NULL）。
关于分配失败的原因，应该有多种，比如说空间不足就是一种。
void free(void *FirstByte)： 该函数是将之前用malloc分配的空间还给程序或者是操作系统，也就是释放了这块内存，让它重新得到自由。
2、函数的用法：
     其实这两个函数用起来倒不是很难，也就是malloc()之后觉得用够了就甩了它把它给free()了，举个简单例子：
        // Code...
        char *Ptr = NULL;
        Ptr = (char *)malloc(100 * sizeof(char));
        if (NULL == Ptr){
            exit (1);
        }
        gets(Ptr);
        // code...
        free(Ptr);
        Ptr = NULL;
        // code...
       就是这样！当然，具体情况要具体分析以及具体解决。比如说，你定义了一个指针，在一个函数里申请了一块内存然后通过函数返回传递给这个指针，那么也许释放这块内存这项工作就应该留给其他函数了。
3、关于函数使用需要注意的一些地方：
A、申请了内存空间后，必须检查是否分配成功。
B、当不需要再使用申请的内存时，记得释放；释放后应该把指向这块内存的指针指向NULL，防止程序后面不小心使用了它。
C、这两个函数应该是配对。如果申请后不释放就是内存泄露；如果无故释放那就是什么也没有做。释放只能一次，如果释放两次及两次以上会出现错误（释放空指针例外，释放空指针其实也等于啥也没做，所以释放空指针释放多少次都没有问题）。
D、虽然malloc()函数的类型是(void *),任何类型的指针都可以转换成(void *),但是最好还是在前面进行强制类型转换，因为这样可以躲过一些编译器的检查。

二、malloc()到底从哪里得来了内存空间：
1、malloc()到底从哪里得到了内存空间？答案是从堆里面获得空间。也就是说函数返回的指针是指向堆里面的一块内存。操作系统中有一个记录空闲内存地址的链表。当操作系统收到程序的申请时，就会遍历该链表，然后就寻找第一个空间大于所申请空间的堆结点，然后就将该结点从空闲结点链表中删除，并将该结点的空间分配给程序。就是这样！
   说到这里，不得不另外插入一个小话题，相信大家也知道是什么话题了。什么是堆？说到堆，又忍不住说到了栈！什么是栈？下面就另外开个小部分专门而又简单地说一下这个题外话：
2、什么是堆：堆是大家共有的空间，分全局堆和局部堆。全局堆就是所有没有分配的空间，局部堆就是用户分配的空间。堆在操作系统对进程 初始化的时候分配，运行过程中也可以向系统要额外的堆，但是记得用完了要还给操作系统，要不然就是内存泄漏。
   什么是栈：栈是线程独有的，保存其运行状态和局部自动变量的。栈在线程开始的时候初始化，每个线程的栈互相独立。每个函数都有自己的栈，栈被用来在函数之间传递参数。操作系统在切换线程的时候会自动的切换栈，就是切换SS/ESP寄存器。栈空间不需要在高级语言里面显式的分配和释放。
   以上的概念描述是标准的描述，不过有个别语句被我删除，不知道因为这样而变得不标准了^_^.
   通过上面对概念的描述，可以知道：
   栈是由编译器自动分配释放，存放函数的参数值、局部变量的值等。操作方式类似于数据结构中的栈。
   堆一般由程序员分配释放，若不释放，程序结束时可能由OS回收。注意这里说是可能，并非一定。所以我想再强调一次，记得要释放！
注意它与数据结构中的堆是两回事，分配方式倒是类似于链表。（这点我上面稍微提过）

   所以，举个例子，如果你在函数上面定义了一个指针变量，然后在这个函数里申请了一块内存让指针指向它。实际上，这个指针的地址是在栈上，但是它所指向的内容却是在堆上面的！这一点要注意！所以，再想想，在一个函数里申请了空间后，比如说下面这个函数：
   // code...
       void Function(void)
       {
           char *p = (char *)malloc(100 * sizeof(char));
       }

       就这个例子，千万不要认为函数返回，函数所在的栈被销毁指针也跟着销毁，申请的内存也就一样跟着销毁了！这绝对是错误的！因为申请的内存在堆上，而函数所在的栈被销毁跟堆完全没有啥关系。所以，还是那句话：记得释放！
3、free()到底释放了什么
        这个问题比较简单，其实我是想和第二大部分的题目相呼应而已！哈哈！free()释放的是指针指向的内存！注意！释放的是内存，不是指针！这点非常非常重要！指针是一个变量，只有程序结束时才被销毁。释放了内存空间后，原来指向这块空间的指针还是存在！只不过现在指针指向的内容的垃圾，是未定义的，所以说是垃圾。因此，前面我已经说过了，释放内存后把指针指向NULL，防止指针在后面不小心又被解引用了。非常重要啊这一点！
       好了！这个“题外话”终于说完了。就这么简单说一次，知道个大概就可以了！下面就进入第三个部分：
三、malloc()以及free()的机制：
       这个部分我今天才有了新的认识！而且是转折性的认识！所以，这部分可能会有更多一些认识上的错误！不对的地方请大家帮忙指出！
       事实上，仔细看一下free()的函数原型，也许也会发现似乎很神奇，free()函数非常简单，只有一个参数，只要把指向申请空间的指针传递给free()中的参数就可以完成释放工作！这里要追踪到malloc()的申请问题了。申请的时候实际上占用的内存要比申请的大。因为超出的空间是用来记录对这块内存的管理信息。先看一下在《UNIX环境高级编程》中第七章的一段话：
       大多数实现所分配的存储空间比所要求的要稍大一些，额外的空间用来记录管理信息——分配块的长度，指向下一个分配块的指针等等。这就意味着如果写过一个已分配区的尾端，则会改写后一块的管理信息。这种类型的错误是灾难性的，但是因为这种错误不会很快就暴露出来，所以也就很难发现。将指向分配块的指针向后移动也可能会改写本块的管理信息。
       以上这段话已经给了我们一些信息了。malloc()申请的空间实际我觉得就是分了两个不同性质的空间。一个就是用来记录管理信息的空间，另外一个就是可用空间了。而用来记录管理信息的实际上是一个结构体。在C语言中，用结构体来记录同一个对象的不同信息是天经地义的事！下面看看这个结构体的原型：
   struct mem_control_block {
       int is_available;    //这是一个标记？
       int size;            //这是实际空间的大小
    };

       对于size,这个是实际空间大小。这里其实我有个疑问，is_available是否是一个标记？因为我看了free()的源代码之后对这个变量感觉有点纳闷（源代码在下面分析）。这里还请大家指出！
       所以，free()就是根据这个结构体的信息来释放malloc()申请的空间！而结构体的两个成员的大小我想应该是操作系统的事了。但是这里有一个问题，malloc()申请空间后返回一个指针应该是指向第二种空间，也就是可用空间！不然，如果指向管理信息空间的话，写入的内容和结构体的类型有可能不一致，或者会把管理信息屏蔽掉，那就没法释放内存空间了，所以会发生错误！（感觉自己这里说的是废话）
       好了！下面看看free()的源代码，我自己分析了一下，觉得比起malloc()的源代码倒是容易简单很多。只是有个疑问，下面指出！
   // code...
   
       void free(void *ptr) 
       {
            struct mem_control_block *free;
            free = ptr - sizeof(struct mem_control_block);
            free->is_available = 1;
            return;
       }
        看一下函数第二句，这句非常重要和关键。其实这句就是把指向可用空间的指针倒回去，让它指向管理信息的那块空间，因为这里是在值上减去了一个结构体的大小！后面那一句free->is_available = 1;我有点纳闷！我的想法是：这里is_available应该只是一个标记而已！因为从这个变量的名称上来看，is_available 翻译过来就是“是可以用”。不要说我土！我觉得变量名字可以反映一个变量的作用，特别是严谨的代码。这是源代码，所以我觉得绝对是严谨的！！这个变量的值是1，表明是可以用的空间！只是这里我想了想，如果把它改为0或者是其他值不知道会发生什么事？！但是有一点我可以肯定，就是释放绝对不会那么顺利进行！因为这是一个标记！
       当然，这里可能还是有人会有疑问，为什么这样就可以释放呢？？我刚才也有这个疑问。后来我想到，释放是操作系统的事，那么就free()这个源代码来看，什么也没有释放，对吧？但是它确实是确定了管理信息的那块内存的内容。所以，free()只是记录了一些信息，然后告诉操作系统那块内存可以去释放，具体怎么告诉操作系统的我不清楚，但我觉得这个已经超出了我这篇文章的讨论范围了。
       那么，我之前有个错误的认识，就是认为指向那块内存的指针不管移到那块内存中的哪个位置都可以释放那块内存！但是，这是大错特错！释放是不可以释放一部分的！首先这点应该要明白。而且，从free()的源代码看，ptr只能指向可用空间的首地址，不然，减去结构体大小之后一定不是指向管理信息空间的首地址。所以，要确保指针指向可用空间的首地址！不信吗？自己可以写一个程序然后移动指向可用空间的指针，看程序会有会崩！
       最后可能想到malloc()的源代码看看malloc()到底是怎么分配空间的，这里面涉及到很多其他方面的知识！有兴趣的朋友可以自己去下载源
代码去看看。