从内存角度理解函数值传递与地址传递的区别

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对C++初学者来说，对于值传递和地址传递的使用都停留在“用而不懂”的状态，以至于在实际应用经常会发生各种错误，今天我从内存的角度分析一下，希望帮助初学者从根本来理解两者之间的区别，这样才能在学习C++的道路上取得更大地提升。

一、基本概念

形参：函数定义中的参数；
实参：实际传入函数中的参数；
值传递：以变量、常量等为函数参数，将实参的值复制一份到函数的形参中，函数中参数的修改对实参不会产生影响；
地址传递：以指针为函数参数，传入的实参为地址，形式参数接收地址，函数中参数的修改的同时也修改了实参。

以经典的swap函数作为案例来研讨一下值传递和地址传递的区别。

二、值传递

#include
using namespace std; //swap函数定义
void swap(int num1, int num2)  //形参num1,num2
{int temp = num1;num1 = num2;num2 = temp;cout << "调用swap函数中：" << "num1=" << num1 << "  num2=" << num2 << endl;
}int main()
{int a = 50;int b = 100;cout << "调用swap函数前：" << "a=" << a << "  b=" << b << endl;swap(a, b);   //调用swap函数，a、b为传入的实参cout << "调用swap函数后：" << "a=" << a << "  b=" << b << endl;system("pause");return 0;
}

运行结果：

可以看出调用swap函数后，并没有改变a和b的值。程序运行过程中，假定在栈区开辟一块内存空间，存储局部变量和函数参数==（注：实际程序运行过程中，函数参数不大于6个都由寄存器存放）==，内存空间变化如下图所示：

由图可知，程序执行到swap函数前时，栈区存放了a、b两个变量；在调用swap函数过程中，栈区增加了num1、num2、temp三个变量，并实现了num1、num2值的交换；swap函数调用完成后，num1、num2、temp三个变量所占内存会被系统自动释放，只剩下a、b两个变量。很明显，a和b的值自始至终都没有实现交换，所以并不会改变。

三、地址传递

#include
using namespace std; //swap函数定义
void swap(int *num1, int *num2)  //形参num1,num2
{int temp = *num1;*num1 = *num2;*num2 = temp;cout << "调用swap函数中：" << "num1=" << *num1 << "  num2=" << *num2 << endl;
}int main()
{int a = 50;int b = 100;cout << "调用swap函数前：" << "a=" << a << "  b=" << b << endl;swap(&a, &b);   //调用swap函数，a、b为传入的实参cout << "调用swap函数后：" << "a=" << a << "  b=" << b << endl;system("pause");return 0;
}

运行结果：

从运行结果可以发现，与值传递不同，通过地址传递的方式，实现了a和b的交换。接下来，我们一起看一下其实现的原理，见下图：

由图可知，swap函数调用时，指针num1指向a的地址，指针num2指向b的地址，即 int* num1=&a,int* num2=&b，所以swap函数执行的*num1和 *num2值交换实际上是变量a和b的值交换。在swap函数调用完成后，指针num1、num2的地址空间就被系统释放，a和b的值也发生了交换。

四、总结

若形参发生改变，值传递并不会对实参产生任何改变，而地址传递的实参会发生相应改变。
初学者对值传递和地址传递的使用极易产生混淆并不理解其原理，相信读完这篇文章后，能区分值传递和地址传递的使用情况，并对指针的应用有了更直观的理解。
如有错误，欢迎指出！

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