C++ 通过引用或值传递指针答案

【问题标题】：C++ passing pointers by Refrence or ValueC++ 通过引用或值传递指针
【发布时间】：2014-02-13 20:55:24
【问题描述】：

考虑这段代码：

#include <iostream>
using namespace std;

struct Node
{
    int x;
    Node *next;
};

void append(Node* h1, Node* h2)
{

    cout << h1 << ":" << h2;
    cout << endl;

    Node *ptr;
    ptr = h1;

    while ( ptr->next != NULL)
    {
        ptr = ptr->next;
    }

    ptr->next = h2;
}

void insertAtHead(Node* head, int k)
{

    Node *tmp = new Node;
    tmp -> x = k;
    tmp -> next = head;

    head = tmp; 
}

int main()
{
    Node *n1  = new Node;
    n1->x = 1;
    n1->next = NULL; 


    Node *n2  = new Node;
    n2->x = 2;
    n2->next = NULL;

    Node *n3  = new Node;
    n3->x = 3;
    n3->next = n2;

    cout << n1 << ":" << n3;
    cout << endl;

    append(n1,n3);

    insertAtHead(n1,4);

    while(n1 != NULL)
    {
        cout << n1->x;
        n1 = n1->next;
    }
    cout << endl;
}

即使我们有Node* h1，append 函数也可以工作，但是即使我们有相同的Node* head.，insertAtHead 也不能工作，为什么？？

我们需要Node* &head 才能使 appendAtHead 工作。为什么？

【问题讨论】：

标签： c++ pointers pass-by-reference pass-by-value

【解决方案1】：

函数中追加指针h1没有改变

在函数 insertAtHead 中，head 应该被改变，而不是一个局部变量被改变。您应该考虑到参数是函数的局部变量。所以退出函数后，所有的局部变量都被销毁了。

如果函数 append 处理一个空列表，你可以获得同样的效果。在这种情况下，您必须在函数内部分配头部，头部的这些变化不会影响原始头部。

有三种方法可以正确编写这些函数。每个函数要么返回更新的头部，要么必须通过引用或间接通过指向头部的指针传递头部。

考虑例如，如果列表为空，即当第一个参数等于 NULL 时，函数 append 将如何工作。

void append(Node* h1, Node* h2)
{

    cout << h1 << ":" << h2;
    cout << endl;

    if ( h1 == NULL ) 
    {
        h1 = h2;
    }
    else
    {
        Node *ptr = h1;

        while ( ptr->next != NULL) ptr = ptr->next; 

        ptr->next = h2;
   }
}

正如您在本例中看到的，它与函数 insertAtHead 会出现相同的错误。函数内部 h1 的变化不会影响 head 的原始值。只有局部变量 h1 会被更改，然后在退出函数后被销毁。原始变量 head 将保持与以前相同的旧值。

【讨论】：

【解决方案2】：

按值传递意味着函数将创建参数的副本，因此它不会更改传递的实际参数，而通过引用传递将允许您修改函数内的参数。知道了这一点，这就是为什么Node* &head 可以工作，但Node* head 对你的insertAtHead() 函数不起作用的原因。

对于 append() 函数，它正在被修改，因为 Node* ptr 变量指向 h1 的地址，这使您可以将下一个值设置为 h2（参数设置为 n3）而无需设置参数通过引用传递。在 n1 到达 append 函数之前，它的下一个节点设置为 NULL，而在调用 append 函数之后，它现在将下一个节点设置为 n3。（IMO 我认为您应该给它们起不同的名称，看到 n1、h1、n2、h2 等会让人感到困惑......）

【讨论】：

因此在追加时正在修改副本，但我们仍然看到修改后的结果。为什么？

【解决方案3】：

原因很简单：

在 void insertAtHead(Node* head, int k) 的情况下，当您按值传递 head 时，您正在处理实际 head 的副本，副本存在于堆栈中，因此在退出函数时它会被丢弃.

这就是为什么你必须通过引用传递，所以 head 不是堆栈上节点的副本，而是你想要操作的实际节点。

编辑以回答您的评论：

append 之所以有效，是因为您获得了指针的副本，因此您可以修改它指向的下面的数据，但您不能更改您获得的实际指针，因为它是一个存在于堆栈上的临时副本。

【讨论】：

为什么它与 append 一起工作呢？不是要附加副本吗？

【解决方案4】：

指针按值传递（您传递指针值的副本 - 即指向的内存地址的副本）。

引用通过引用传递（即，当函数参数在函数签名中具有 & 前缀时）。在这种情况下，如果您将引用指向函数内部的其他内容，那么当程序流退出函数范围并返回时，原始引用也指向其他内容。

以下是 Java 差异的说明（以 C++ 为例，说明 Java 无法通过引用传递）：

http://blog.aaronshaw.net/2014/02/13/java-is-always-pass-by-value/

【讨论】：