编译中关于四种传递参数方面的区别

发布时间 2023-06-01 16:14:14作者: 阿风小子

1>值调用/按值传递(call by value):

值调用中,会对实在参数求值(如果是表达式)或者拷贝(如果它是变量)。这些值被放在属于被调用过程的相应形式参数的内存位置上。效果是,被调用过程所做的所有有关形式参数(在过程定义中使用的参数)的计算都局限于这个过程,相应的实在参数(在调用过程时使用的参数)本身不会被改变。

在按传值调用时,过程的形式参数取得的是实际参数的值。在这种情况下,形式参数实际上是过程中的局部变量,其值的改变不会导致调用点所传送实际参数的值发生改变,也就是说数据的传送是单向的。

java:按值传递在每次传递参数时,把参数的原始数据拷贝一份,把新拷贝出来的数值传递到方法内部,在方法内部修改时,修改的是拷贝出来的值,而原始值不发生改变。

使用这种传递方式,参数的原始值不发生改变。

2>引用调用/按址传递(call by address)

在引用调用中,实在参数的地址作为相应的形式参数的值被传递给被调用者。在被调用者的代码中使用形式参数时,实现方法是沿着这个指针找到调用者指明的内存位置。因此,改变心事参数看起来就像是改变了实在参数一样。

在引用调用时,过程的形式参数取得的是实际参数所在单元的地址。在过程中,对该形式参数的引用相当于对实际参数所在的存储单元的地址引用。任何改变形式参数值得操作会反映在该存储单元中,也就是反映在该存储单元中,也就是反映在实际参数中,因此,数据的传送是双向的。

java:按址传递指每次传递参数时,把参数在内存中的存储地址传递到方法内部,在方法内部通过存储地址改变对应存储区域的内容。由于内存中固定地址的值只有一个,所以当方法内部修改了参数的值之后,参数原始的值也会发生变化。

使用这种传递方式,在方法内部修改参数的同时,参数原始的值也发生改变。

3>名调用/换名调用

要求被调用者的运行方式好像是用实在参数以字面方式替换了被调用者代码中的形式参数一样。这么做就好像形式参数是一个代表了实在参数的宏。当实在参数是一个表达式而不是一个变量时,会发生一些和直觉不符的问题。

严格讲,名调用并不能算作真正的过程调用和参数传递。名调用被早期的程序设计语言Algol60使用(我第一次听说)。这种调用方式告诉你,眼见未必为实!

4>复制恢复

该机制下,参数在被子程序调用时只是对实在参数的拷贝进行操作,实在参数不发生改变,这是复制后操作。子程序操作完成后进行恢复,形式参数的值恢复到实在参数,即将实在参数的结果改为形式参数的最终值。
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还有一种说法:

参数传递有传名(call by name),传值(call by value),传地址(call by reference), 传结果(call by result)等方式,
传地址: 所谓传地址就是把实参的地址传递给相应的形参。在过程中每个形参对应一个单元,称为形式单元。形式单元用来存放相应的实参地址。当调用一个过程时,调用段必须预先把实参的地址传递到一个被调用段可以得到的地方。如果实参是一个变量(包括下标变量),则直接传递它的地址。如果实参试常数或者其它表达式(如A+B)就先计算它的值并存放在某一临时单元中。然后传递这个临时单元的地址,当程序转入被调用段之后,被调用段首先把实参地址抄进自己相应的形式单元中,过程体对形参的任何赋值都被处理成对形式单元的间接访问(即对形势单元中存储的实参地址对实参进行访问)。这样,当被调用段的工作完毕进行返回时,实参单元已经持有所期望的值。
 
传值:传值是一种最简单的参数传递方法。调用段把实参的值计算出来并存放在被调用段可以获得的地方。被调用段开始工作时,将这个值拷贝到自己相应的形式单元中,就像使用局部名一样使用这些形式单元,即形参是如同一种先从实参获得初值的局部变量,获得初值后就没有联系了。这点与传地址不同。
 
传结果:和传地址相思但不等价的另一种传值方式是传结果。这种方法的实质是形参具有两个单元。第一个单元存放的实参的地址。第二个单元存放的实参的值,在过程中对形参的任何引用和赋值看成是对它的第二个单元的直接访问。但是在调用返回之前必须把第二个单元的值存放到第一个单元指示的地址中。
 
传名:传名是ALGOL语言定义的一种特殊形式的形参结合方式。使用替换规则解释传名的参数的意义。过程调用的作用相当于把被调用的过程体抄到调用出现的地方,但把其中任何一个出现的形参都替换成相应的实参(文字替换)。如果在替换过程中出现了和局部变量相同的标志符,则使用不同的标识替换。

下文会通过例子详细说明哦

值传递:

形参是实参的拷贝,改变形参的值并不会影响外部实参的值。从被调用函数的角度来说,值传递是单向的(实参->形参),参数的值只能传入,

不能传出。当函数内部需要修改参数,并且不希望这个改变影响调用者时,采用值传递。

指针传递:

形参为指向实参地址的指针,当对形参的指向操作时,就相当于对实参本身进行的操作

引用传递:

形参相当于是实参的“别名”,对形参的操作其实就是对实参的操作,在引用传递过程中,被调函数的形式参数虽然也作为局部变量在栈

中开辟了内存空间,但是这时存放的是由主调函数放进来的实参变量的地址。被调函数对形参的任何操作都被处理成间接寻址,即通过

栈中存放的地址访问主调函数中的实参变量。正因为如此,被调函数对形参做的任何操作都影响了主调函数中的实参变量。

 

理论性的就不多说,

下面的代码对此作出了细致解释(从实参,形参在内存中存放地址的角度 说明了问题的本质,容易理解  )

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 1 #include<iostream>
2 using namespace std;
3 //值传递
4 void change1(int n){
5 cout<<"值传递--函数操作地址"<<&n<<endl; //显示的是拷贝的地址而不是源地址
6 n++;
7 }
8
9 //引用传递
10 void change2(int & n){
11 cout<<"引用传递--函数操作地址"<<&n<<endl;
12 n++;
13 }
14 //指针传递
15 void change3(int *n){
16 cout<<"指针传递--函数操作地址 "<<n<<endl;
17 *n=*n+1;
18 }
19 int main(){
20 int n=10;
21 cout<<"实参的地址"<<&n<<endl;
22 change1(n);
23 cout<<"after change1() n="<<n<<endl;
24 change2(n);
25 cout<<"after change2() n="<<n<<endl;
26 change3(&n);
27 cout<<"after change3() n="<<n<<endl;
28 return true;
29 }
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运行结果如下,(不同的机器可能会有所差别)

可以看出,实参的地址为0x22ff44

采用值传递的时候,函数操作的地址是0x22ff20并不是实参本身,所以对它进行操作并不能改变实参的值

再看引用传递,操作地址就是实参地址 ,只是相当于实参的一个别名,对它的操作就是对实参的操作

接下来是指针传递,也可发现操作地址是实参地址

那么,引用传递和指针传递有什么区别吗?

  引用的规则: 
(1)引用被创建的同时必须被初始化(指针则可以在任何时候被初始化)。 

(2)不能有NULL引用,引用必须与合法的存储单元关联(指针则可以是NULL)。 
(3)一旦引用被初始化,就不能改变引用的关系(指针则可以随时改变所指的对象)。 

指针传递的实质:

指针传递参数本质上是值传递的方式,它所传递的是一个地址值。值传递过程中,被调函数的形式参数作为被调函数的局部变量处理,

即在栈中开辟了内存空间以存放由主调函数放进来的实参的值,从而成为了实参的一个副本。值传递的特点是被调函数对形式参数的

任何操作都是作为局部变量进行,不会影响主调函数的实参变量的值。(这里是在说实参指针本身的地址值不会变)如果理解不了大可跳过这段

指针传递和引用传递一般适用于

函数内部修改参数并且希望改动影响调用者。对比指针/引用传递可以将改变由形参“传给”实参(实际上就是直接在实参的内存上修改,

不像值传递将实参的值拷贝到另外的内存地址中才修改)。

另外一种用法是:当一个函数实际需要返回多个值,而只能显式返回一个值时,可以将另外需要返回的变量以指针/引用传递

给函数,这样在函数内部修改并且返回后,调用者可以拿到被修改过后的变量,也相当于一个隐式的返回值传递吧。

 

 

以下是我觉得关于指针和引用写得很不错的文章,大家可参照看一下,原文出处地址http://xinklabi.iteye.com/blog/653643 

从概念上讲。指针从本质上讲就是存放变量地址的一个变量,在逻辑上是独立的,它可以被改变,包括其所指向的地址的改变和其指向的地址中所存放的数据的改变。

而引用是一个别名,它在逻辑上不是独立的,它的存在具有依附性,所以引用必须在一开始就被初始化,而且其引用的对象在其整个生命周期中是不能被改变的(自始至终只能依附于同一个变量)。

在C++中,指针和引用经常用于函数的参数传递,然而,指针传递参数和引用传递参数是有本质上的不同的:

指针传递参数本质上是值传递的方式,它所传递的是一个地址值。值传递过程中,被调函数的形式参数作为被调函数的局部变量处理,即在栈中开辟了内存空间以存放由主调函数放进来的实参的值,从而成为了实参的一个副本。值传递的特点是被调函数对形式参数的任何操作都是作为局部变量进行,不会影响主调函数的实参变量的值。(这里是在说实参指针本身的地址值不会变)

而在引用传递过程中,被调函数的形式参数虽然也作为局部变量在栈中开辟了内存空间,但是这时存放的是由主调函数放进来的实参变量的地址。被调函数对形参的任何操作都被处理成间接寻址,即通过栈中存放的地址访问主调函数中的实参变量。正因为如此,被调函数对形参做的任何操作都影响了主调函数中的实参变量。

引用传递和指针传递是不同的,虽然它们都是在被调函数栈空间上的一个局部变量,但是任何对于引用参数的处理都会通过一个间接寻址的方式操作到主调函数中的相关变量。而对于指针传递的参数,如果改变被调函数中的指针地址,它将影响不到主调函数的相关变量。如果想通过指针参数传递来改变主调函数中的相关变量,那就得使用指向指针的指针,或者指针引用。

为了进一步加深大家对指针和引用的区别,下面我从编译的角度来阐述它们之间的区别:

程序在编译时分别将指针和引用添加到符号表上,符号表上记录的是变量名及变量所对应地址。指针变量在符号表上对应的地址值为指针变量的地址值,而引用在符号表上对应的地址值为引用对象的地址值。符号表生成后就不会再改,因此指针可以改变其指向的对象(指针变量中的值可以改),而引用对象则不能修改。

最后,总结一下指针和引用的相同点和不同点:

★相同点:

●都是地址的概念;

指针指向一块内存,它的内容是所指内存的地址;而引用则是某块内存的别名。

★不同点:

●指针是一个实体,而引用仅是个别名;

●引用只能在定义时被初始化一次,之后不可变;指针可变;引用“从一而终”,指针可以“见异思迁”;

●引用没有const,指针有const,const的指针不可变;(具体指没有int& const a这种形式,而const int& a是有     的,  前者指引用本身即别名不可以改变,这是当然的,所以不需要这种形式,后者指引用所指的值不可以改变)

●引用不能为空,指针可以为空;

●“sizeof 引用”得到的是所指向的变量(对象)的大小,而“sizeof 指针”得到的是指针本身的大小;

●指针和引用的自增(++)运算意义不一样;

●引用是类型安全的,而指针不是 (引用比指针多了类型检查)

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一、引用的概念

引用引入了对象的一个同义词。定义引用的表示方法与定义指针相似,只是用&代替了*。
例如: Point pt1(10,10);
Point &pt2=pt1; 定义了pt2为pt1的引用。通过这样的定义,pt1和pt2表示同一对象。
需要特别强调的是引用并不产生对象的副本,仅仅是对象的同义词。因此,当下面的语句执行后:
pt1.offset(2,2);
pt1和pt2都具有(12,12)的值。
引用必须在定义时马上被初始化,因为它必须是某个东西的同义词。你不能先定义一个引用后才
初始化它。例如下面语句是非法的:
Point &pt3;
pt3=pt1;
那么既然引用只是某个东西的同义词,它有什么用途呢?
下面讨论引用的两个主要用途:作为函数参数以及从函数中返回左值。

二、引用参数

1、传递可变参数
传统的c中,函数在调用时参数是通过值来传递的,这就是说函数的参数不具备返回值的能力。
所以在传统的c中,如果需要函数的参数具有返回值的能力,往往是通过指针来实现的。比如,实现
两整数变量值交换的c程序如下:
void swapint(int *a,int *b)
{
int temp;
temp=*a;
a=*b;
*b=temp;
}

使用引用机制后,以上程序的c++版本为:
void swapint(int &a,int &b)
{
int temp;
temp=a;
a=b;
b=temp;
}
调用该函数的c++方法为:swapint(x,y); c++自动把x,y的地址作为参数传递给swapint函数。

2、给函数传递大型对象
当大型对象被传递给函数时,使用引用参数可使参数传递效率得到提高,因为引用并不产生对象的
副本,也就是参数传递时,对象无须复制。下面的例子定义了一个有限整数集合的类:
const maxCard=100;
Class Set
{
int elems[maxCard]; // 集和中的元素,maxCard 表示集合中元素个数的最大值。
int card; // 集合中元素的个数。
public:
Set () {card=0;} //构造函数
friend Set operator * (Set ,Set ) ; //重载运算符号*,用于计算集合的交集 用对象作为传值参数
// friend Set operator * (Set & ,Set & ) 重载运算符号*,用于计算集合的交集 用对象的引用作为传值参数
...
}
先考虑集合交集的实现
Set operator *( Set Set1,Set Set2)
{
Set res;
for(int i=0;i<Set1.card;++i)
for(int j=0;j>Set2.card;++j)
if(Set1.elems[i]==Set2.elems[j])
{
res.elems[res.card++]=Set1.elems[i];
break;
}
return res;
}
由于重载运算符不能对指针单独操作,我们必须把运算数声明为 Set 类型而不是 Set * 。
每次使用*做交集运算时,整个集合都被复制,这样效率很低。我们可以用引用来避免这种情况。
Set operator *( Set &Set1,Set &Set2)
{ Set res;
for(int i=0;i<Set1.card;++i)
for(int j=0;j>Set2.card;++j)
if(Set1.elems[i]==Set2.elems[j])
{
res.elems[res.card++]=Set1.elems[i];
break;
}
return res;
}

三、引用返回值

如果一个函数返回了引用,那么该函数的调用也可以被赋值。这里有一函数,它拥有两个引用参数并返回一个双精度数的引用:
double &max(double &d1,double &d2)
{
return d1>d2?d1:d2;
}
由于max()函数返回一个对双精度数的引用,那么我们就可以用max() 来对其中较大的双精度数加1:
max(x,y)+=1.0;