C 语言三:指针变量作为函数参数 指针作为函数返回值 空指针NULL void void*

一、指针变量作为函数参数

int max(int *intArr, int len){
    int i, maxValue = intArr[0];  //假设第0个元素是最大值
    for(i=1; i<len; i++){
        if(maxValue < intArr[i]){
            maxValue = intArr[i];
        }
    }
    return maxValue;
}
int max(int intArr[6], int len){
    int i, maxValue = intArr[0];  //假设第0个元素是最大值
    for(i=1; i<len; i++){
        if(maxValue < intArr[i]){
            maxValue = intArr[i];
        }
    }
    return maxValue;
}
int max(int intArr[], int len){
    int i, maxValue = intArr[0];  //假设第0个元素是最大值
    for(i=1; i<len; i++){
        if(maxValue < intArr[i]){
            maxValue = intArr[i];
        }
    }
    return maxValue;
}
1. 请问上面三种函数写法有区别吗?
  • int intArr[6] 好像定义了一个拥有 6 个元素的数组,调用 max() 时可以将数组的所有元素 “一股脑” 传递进来。

  • int intArr[] 虽然定义了一个数组,但是没有指定数组长度,好像可以接受任意长度的数组。

  • 实际上这两种形式的数组定义都是假象,不管是 int intArr[6] 还是 int intArr[] 都不会创建一个数组出来,编译器也不会为它们分配内存,实际的数组是不存在的,它们最终还是会转为 int *intArr 这样的指针。这就意味着,两种形式都不能将数组的所有元素“一股脑”传递进来,大家还得规规矩矩使用数组指针。

  • 需要强调的是,不管使用哪种方式传递数组,都不能在函数内部求得数组长度,因为 intArr 仅仅是一个指针,而不是真正的数组,所以必须要额外增加一个参数来传递数组长度。

2. C 语言为什么不允许直接传递数组的所有元素,而必须传递数组指针呢?

参数的传递本质上是一次赋值的过程,赋值就是对内存进行拷贝。所谓内存拷贝,是指将一块内存上的数据复制到另一块内存上

  • 对于像 int、float、char 等基本类型的数据,它们占用的内存往往只有几个字节,对它们进行内存拷贝非常快速。而数组是一系列数据的集合,数据的数量没有限制,可能很少,也可能成千上万,对它们进行内存拷贝可能是一个漫长的过程,会严重拖慢程序的效率,为了反正这种情况,C 语言没有从语法上支持数据集合的直接赋值

  • 除了 C 语言,C++、java、Python 等其他语言也禁止对大块内存进行拷贝,在底层都是用类似指针的方式来实现。

二、指针作为函数返回值

C语言运行函数的返回值是一个指针(地址),我们将这样的函数称为指针函数

// 代码一
#include <stdio.h>

int *func(){
    int n = 100;
    return &n;
}

int main(){
    int *p = func(), n;
    n = *p;
    printf("value = %d\n", n);
    return 0;
}
// 代码二
#include <stdio.h>

int *func(){
    int n = 100;
    return &n;
}

int main(){
    int *p = func(), n;
    printf("Hello world~ \n");
    n = *p;
    printf("value = %d\n", n);
    return 0;
}
1. 请问上面 代码一代码二 中的 n 分别输出什么?
  • 代码一中的 n 输出是 100
  • 代码二中的 n 输出是不确定的值
2. 为什么导致上面的问题呢?
  • n 是 func() 内部的局部变量,func()返回来执行 n 的指针。

  • 根据我们对 C 语言的认知 函数运行结束后会销毁所有局部数据,这个观点并没有错。

  • 但是这里所谓的销毁并不是将局部数据所占用的内存全部抹掉,而是程序放弃对它的使用权限,弃之不理,后面代码可以随意使用这块内存。

  • 所以上面例子中,如果对 n 的使用够及时,那么可以获取到正取数据。如果在使用 n 之前,还调用了其他函数,那么那块内存将会被其他函数占用,就会变成不确定的数据了。

三、空指针NULL

NULL 在 stdio.h 中定义的一个宏,他的具体内容为:

#define NULL ((void *)0)
  • (void*)0 表示把数值 0 强制转换为 void * 类型,最外层的 () 把宏定义的内容括起来,防止发生歧义。从整体上来看,NULL 执行了地址为 0 的内存,而不是不指向任何数据。

  • 在进程的虚拟地址空间中,最低地址处有一段内存区域被称为保留区,这个区域不存储有效数据,也不能被用户程序访问,将 NULL 指向这块区域很容易检测到违规指针。

四、 void void*

void 用在函数定义中可以表示函数没有返回值或者没有形式参数

void * 表示指针指向的数据的类型是未知的,后续过程中一般要进行强制类型转换。

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