按值传递

引言

利用我们对栈和函数调用机制的理解，现在来介绍“传值调用”的概念。

我们的目标是实现一个 swap 函数，以便在整个程序中用于交换两个变量的值。

1#include <stdio.h>
2
3void swap(int a, int b)
4{
5    int aux = a;
6    a = b;
7    b = aux;
8}
9
10int main()
11{
12    int a = 5, b = 6;
13
14    printf("交换前: a = %d, b = %d\n", a, b);
15    swap(a, b);
16    printf("交换后: a = %d, b = %d\n", a, b);
17
18    return 0;
19}

让我们运行这段代码并查看输出：

1交换前: a = 5, b = 6
2交换后: a = 5, b = 6

很遗憾！并没有生效。a 和 b 的值都没有改变，但我们确实看到在 swap 函数内部完成了交换操作。

分析代码

我们需要运用新掌握的内存图绘制技巧来理解原因。必须画出 main 函数的栈帧，并展示调用 swap 前所需的准备工作。为了简化图形并聚焦关键点，我们忽略 printf 调用。

swap 函数遵循调用约定：

• 在其栈帧上方，可以找到返回地址。
• 在返回地址之上，可以找到它的参数。

当 swap 尝试修改 a 和 b 时，它实际上修改的是紫色部分的变量——这些是为函数调用压入栈中的副本。 swap 函数看不到（也无法修改）main 中的 a 和 b 变量（图中蓝色变量）。

这种方式传递参数被称为 传值调用。 我们传递的是 main 中变量的 值，而不是变量本身。 被调用的函数接收到的是与原始变量具有相同值的副本，它们存储在不同的内存位置，是两个独立的变量。

这里有一个简单的类比：

1int arg = 7;
2int x = arg;
3
4// x 是 arg 的一份拷贝
5// x 是一个不同的变量，拥有自己的内存地址，但值与 arg 相同

传值调用的结论

从传值调用的概念中可以得出以下几点结论：

• 我们传递的是变量的副本。
• 当我们希望被调用函数读取变量内容时非常有用。
• 如果希望在函数内修改变量的值，则毫无用处，因为实际修改的是副本，而非原变量。

为了更清楚地说明最后一点，来看一个简单例子：

1#include <stdio.h>
2
3void change(int x)
4{
5    x = 11;
6    // x 在 change 内部变为 11
7}
8
9int main()
10{
11    int x = 5;
12
13    printf("x 之前: %d\n", x);
14    change(x);
15    // 这个 x 没有变化，它是 change 函数内部的那个 x 的不同版本
16    printf("x 之后: %d\n", x);
17
18    return 0;
19}

change 函数中对 x 的修改在 main 中不可见，因为 change 修改的是 x 的一份副本。在 change 函数内部，x 的值是 11，但在 main 中，它的值仍然是 5。

在 第10行 声明的 x 和 change 函数的参数 x 是两个完全不同的变量。 从功能上看，change 函数的函数头写成 void change(int arg) 也完全一样，因为 main 中的 x 与 change 中的参数 x 之间没有任何关联。