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C 语言中的函数按值调用

在 C 语言中,一个函数可以被任何其他函数调用,包括其自身。函数的调用方式有两种:(a) 按值调用和 (b) 按引用调用。默认情况下,采用按值调用机制。

形式参数和实际参数

您必须了解以下术语才能理解按值调用方法的工作原理:

形式参数 − 函数需要某些数据来执行其所需的过程。定义函数时,假定数据值将以参数或参数列表的形式提供在函数名称前面的括号内。这些参数是特定数据类型的变量。

实际参数 − 调用某个函数时,应提供所需数量的值,这些值的类型和顺序应与其定义时相同。

请看以下代码片段 −

type function_name(type var1, type var2, ...)

此处,参数变量被称为形式参数。在函数作用域内,这些变量充当函数的局部变量。

考虑以下函数 −

int add(int x, int y){

   int z = x + y;

   return z;

}

此函数定义中的参数 x 和 y 是形式参数。

示例:C 语言中的按值调用

如果调用 add() 函数,如以下代码所示,则括号内的变量(a 和 b)是实际参数。它们会被传递给函数。

请看以下示例 -

#include <stdio.h>

int add(int x, int y){

   int z = x + y;

   return z;
}

int main(){

   int a = 10, b = 20;
   
   int c = add(a, b);

   printf("Addition: %d", c);
}

输出

运行此代码时,将产生以下输出 -

Addition: 30

按值调用方法意味着实际参数的值会被复制到形式参数变量中。因此,"x"取"a"的值,而"b"会被赋值给"y"。add() 函数中的局部变量"z"存储了加法运算的值。在 main() 函数中,add() 函数的返回值会被赋值给"c",并打印出来。

请注意,C 语言中的变量是内存中一个命名的位置。因此,变量是在内存中创建的,并且编译器会为每个变量分配一个随机的内存地址。

C 语言中的"按值调用"是如何工作的?

假设 main() 函数中的变量 a、b 和 c 分别占据内存位置 100、200 和 300。当使用 a 和 b 作为实际参数调用 add() 函数时,它们的值分别存储在 x 和 y 中。

随机内存地址

变量 x、y 和 z 是 add() 函数的局部变量。在内存中,它们将被分配到某个随机位置。假设它们分别在内存地址 1000、2000 和 3000 处创建。

由于该函数的调用方式是将实际参数的值复制到其对应的形式参数变量中,因此 x 和 y 的地址 1000 和 2000 分别将保存 10 和 20。编译器将其加法运算赋值给返回的第三个局部变量 z。

当控制权回到 main() 函数时,返回的数据被赋值给 c,并显示为程序的输出。

示例

按值调用是 C 语言中默认的函数调用机制。它消除了函数的潜在副作用,使软件更易于维护和理解。它最适合于需要对接收到的参数进行特定计算并返回结果的函数。

以下是另一个按值调用的示例 -

#include <stdio.h>

/* 函数声明 */
void swap(int x, int y);

int main(){

   /* 局部变量定义 */
   int a = 100;
   int b = 200;

   printf("Before swap, value of a: %d
", a);
   printf("Before swap, value of b: %d
", b);

   /* 调用函数来交换值 */
   swap(a, b);

   printf("After swap, value of a: %d
", a);
   printf("After swap, value of b: %d
", b);

   return 0;
}

void swap(int x, int y){

    int temp;
    
    temp = x; /* 保存 x 的值 */
    x = y; /* 将 y 赋值给 x */
    y = temp; /* 将 temp 赋值给 y */
    
    return;
}

输出

运行此代码时,将产生以下输出 -

Before swap, value of a: 100
Before swap, value of b: 200
After swap, value of a: 100
After swap, value of b: 200

结果显示,尽管值在函数内部发生了变化,但实际上并没有发生变化。

由于值被复制到另一个函数的不同局部变量中,因此任何操作都不会对调用函数中的实际参数变量产生任何影响。

但是,当我们需要将大型对象(例如数组或文件)传递给另一个函数时,按值调用方法效率较低。此外,在某些情况下,我们可能需要由另一个函数操作实际参数。在这种情况下,按值调用机制就显得力不从心了。为此,我们必须探索按引用调用机制。有关 C 语言按引用调用机制的详细说明,请参阅下一章。

按引用调用方法涉及传递保存实际参数值的变量的地址。您可以设计一种混合使用按值调用和按引用调用的调用方法。在这种情况下,一些参数按值传递,另一些按引用传递。