[C++]关于指针作为函数参数传递

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昨天参加学校华为编程大赛（机试），其中有一个字符串处理（查找最长回文子串）的编程题，函数原型已给出，要求在函数内动态分配内存，在测试函数中调用输出结果。很快就完成的函数的编写，但是在测试时一直提示内存错误！分析知道肯定是函数内分配内存的原因，出于时间上的考虑，只是采用了一种迂回的方法，勉强完成了正确运行的程序。下来之后，终于发现原因所在：

【例1】Test函数的语句GetMemory(str, 200)并没有使str获得期望的内存，str依旧是NULL，为什么？

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void GetMemory(char *p, int num)

{

p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);

}

void Test(void)

{

char *str = NULL;

GetMemory(str, 100); // str 仍然为 NULL

strcpy(str, "hello"); // 运行错误

}

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毛病出在函数GetMemory中。原来问题出在C编译器原理上：编译器总是要为函数的每个参数制作临时副本，指针参数p的副本是 _p，编译器使 _p = p。如果函数体内的程序修改了_p的内容，就导致参数p的内容作相应的修改。这就是指针可以用作输出参数的原因。

即上面的函数代码经过编译后成为：

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void GetMemory(char *p, int num)

{

char * _p;

_p = p;

_p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);

}

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在本例中，_p申请了新的内存，只是把_p所指的内存地址改变了，但是p丝毫未变。所以函数GetMemory并不能输出任何东西。事实上，每执行一次GetMemory就会泄露一块内存，因为没有用free释放内存。

【例2】如果非得要用指针参数去申请内存，那么应该改用“指向指针的指针”：

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void GetMemory2(char **p, int num)

{

*p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);

}

void Test2(void)

{

char *str = NULL;

GetMemory2(&str, 100); // 注意参数是 &str，而不是str

strcpy(str, "hello");

cout<< str << endl;

free(str);

}

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【例3】由于“指向指针的指针”这个概念不容易理解，我们可以用函数返回值来传递动态内存。这种方法更加简单：

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char *GetMemory3(int num)

{

char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);

return p;

}

void Test3(void)

{

char *str = NULL;

str = GetMemory3(100);

strcpy(str, "hello");

cout<< str << endl;

free(str);

}

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【例4】用函数返回值来传递动态内存这种方法虽然好用，但是常常有人把return语句用错了。这里强调不要用return语句返回指向“栈内存”的指针，因为该内存在函数结束时自动消亡：

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char *GetString(void)

{

char p[] = "hello world";//存放于函数栈中的字符数组

return p; // 编译器将提出警告

}

void Test4(void)

{

char *str = NULL;

str = GetString(); // str 的内容是垃圾

cout<< str << endl;

}

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用调试器逐步跟踪Test4，发现执行str = GetString语句后str不再是NULL指针，但是str的内容不是“hello world”而是垃圾。

【例5】如果将上面的函数改为下面的，会怎么样？

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char *GetString2(void)

{

char *p = "hello world";//字符指针指向常量“hello world”

return p;

}

void Test5(void)

{

char *str = NULL;

str = GetString2();

cout<< str << endl;

}

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函数Test5运行虽然不会出错，但是函数GetString2的设计概念却是错误的。因为GetString2内的“hello world”是常量字符串，位于静态存储区，它在程序生命期内恒定不变。无论什么时候调用GetString2，它返回的始终是同一个“只读”的内存块。

【例6】利用C++中的引用，对于“在函数中动态分配内存”的问题可以实现得更“简洁明了”一些：

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void GetMemory(char *&p, int num) //使用指针引用

{

p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);

}

void Test6(void)

{

char *str = NULL;

GetMemory(str, 100); // 正确。注意此时传递的参数是str，而不是&str

strcpy(str, "hello"); // 运行正确

}

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通过使用指针引用，我们可以以一种更“优雅”的方式动态分配内存。实际上，char *&p的效果和char **p一样，只是语法有所不同。使用起来更为方便！