目录

 1. 值传递（Pass by Value）

2. 地址传递（Pass by Address） 

 3. 引用传递（Pass by Reference）

 数组作为函数参数（Array as Parameter）

数组作为函数返回值

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什么是函数（Function）？

定义：函数是一段封装了特定功能的代码块（Code Block），接受输入（参数，Parameters），执行操作，并可选返回结果。函数提高代码的模块化（Modularity）和可复用性（Reusability）。

为什么需要函数？

• 核心需求：程序需要重复执行某些逻辑（如计算、数据处理），而不希望重复写代码。函数将逻辑封装，调用时只需提供输入。

什么是结构体（Structure）？

定义：结构体是一种用户定义的数据类型（User-Defined Data Type），将多个相关变量（成员，Members）组织成一个整体，方便管理和操作数据。

为什么需要结构体？

• 核心需求：程序需要处理一组相关数据（如学生的姓名、学号、成绩），单独定义变量会很零散，结构体将它们组合成一个逻辑单元。

 1. 值传递（Pass by Value）

void swap(int a, int b) { // 值传递，a和b是x和y的副本
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
int main() {
    int x = 10, y = 20;
    swap(x, y); // 传递x和y的副本
    std::cout << "x: " << x << ", y: " << y << std::endl; // 输出：x: 10, y: 20
    return 0;
}

原理：

• 函数接收到的是a 和 b 的拷贝副本。

• 这些副本在函数的栈区 stack里存在。

• 修改这些副本不会影响原始变量。

 

工作原理：a和b是x和y的副本，函数修改a和b，但x和y不变。

优点：

• 安全：函数无法修改原始数据，适合不需要改变输入的场景。

• 简单：代码直观，适合小数据（如int）。

缺点：

• 无法实现swap目标：原始变量x和y未交换。

• 效率低：对于大对象（如结构体、数组），复制副本耗时耗空间。

适用场景：只读操作或小数据传递。 

2. 地址传递（Pass by Address） 

指针传递将变量的内存地址（Memory Address）传递给函数，函数通过指针（Pointer）操作原始数据。 

void swap(int *a, int *b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

原理：

• 传入的是变量的地址（内存位置）。

• 函数通过指针 *a、*b 解引用，直接修改了内存中的值。

• 实际修改的是原始变量。

 

工作原理：a和b存储x和y的地址，通过*（解引用，Dereference）访问和修改原始数据。 

• 优点：

  • 可修改原始数据：成功实现swap目标，x和y值交换。

  • 高效：只传递地址（通常4或8字节），适合大对象（如结构体、数组）。

  • 支持空指针检查：可用nullptr表示无效数据。

缺点：

• 复杂性增加：需要使用*和&，容易出错（如忘记解引用）。

• 需检查空指针：否则可能导致崩溃（未定义行为，Undefined Behavior）

 3. 引用传递（Pass by Reference）

引用传递将变量的**引用（Reference）**传递给函数，函数直接操作原始数据。引用是C++特有的机制，像是变量的“别名”（Alias）。

void swap(int &a, int &b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

原理：

• & 并不是取地址，而是声明a 和 b 是引用（Reference）。

• 它们是原始变量的别名。

• 编译器在底层偷偷用指针处理，但你写的代码不需要 * 和 &。

 

 工作原理：a和b是x和y的引用，操作a和b直接修改x和y。

优点：

• 可修改原始数据：成功实现swap目标。

• 语法简洁：无需*或&，代码像值传递一样直观。

• 高效：传递引用（底层是地址），不复制数据。

缺点：

• 可能意外修改：调用者可能不希望数据被改变，需明确意图。

• 无空值检查：引用必须绑定有效变量，无法像指针用nullptr。

 数组作为函数参数（Array as Parameter）

void printArray(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++)
        cout << arr[i] << " ";
}

在 C++ 中，数组作为函数参数传递时，实际上传递的是数组的首地址（指针）！ 

🔬 C++ 中数组作为参数时，会退化为指针

void printArray(int arr[], int size);
// 实际等价于：
void printArray(int* arr, int size);

原因：

在函数参数中，数组类型会退化（decay）为指向其首元素的指针。这是 C/C++ 语言设计的一部分，背后原因：

• 函数参数不能接收整个数组的“值”，因为数组不能整体赋值（不能复制整个内存块）。

• 所以只能传递一个地址，也就是数组第一个元素的地址 &arr[0]。

• 这也是为什么你必须单独传一个 size 参数 —— 因为函数内无法知道数组长度。

数组作为函数返回值

C++中，函数不能直接返回局部数组（栈上分配，函数结束即销毁），需要通过指针（堆内存或外部数组）或现代C++容器（如std::vector）实现。 

int[] getArray() {  // ❌ 错误：不能返回数组类型
    int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    return arr;     // ❌ 错误：返回局部数组
}

• 它是一个在栈区（Stack）上分配的内存块。

• 函数执行完毕后，这块内存就会被自动销毁。

• 返回这个地址 → 悬空指针（Dangling Pointer） → 引发未定义行为。

✅ 正确的做法：用“能长期存在”的内存来返回数组

我们有几种安全的替代方案，分别基于不同内存管理方式：

 方法 1：返回堆上数组

int* getArray() {
    int* arr = new int[5]{1, 2, 3, 4, 5};  // 分配在堆上
    return arr;  // 返回地址
}

特点：

• 返回的是堆内存地址，函数执行完也不会释放。

• 必须手动 delete[] 来释放内存，否则内存泄漏。

 

方法 2：用 static 关键字返回静态数组 

int* getArray() {
    static int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    return arr;  // 返回的是静态变量地址
}

特点：

• static 数组会在程序整个生命周期中都存在。

• 不在栈上，不会被销毁。

• 不需要 delete，但多次调用会共享同一个数组。