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C语言指针作为参数和返回值

C 语言本质上是传值调用(call by value)的语言,因为函数的形参都是局部变量,它们通过传入的实参进行初始化。

C 语言的优点是,只要表达式的类型适当,就可以当作实参。另一方面,缺点是在启用函数时,如需要复制大数据对象,则运行成本很高。而且,函数没有办法修改原始变量(调用者的变量),只能修改原始变量的复制版本。

然而,如果函数的实参是变量的地址,那么函数就可以通过指针,直接获取该原始变量,并修改原始变量的值。所以,C 语言也提供了传址调用(call by reference)函数。

一个典型的例子就是标准函数 scanf(),它从标准输入流中读入数据,然后将结果放在它的变量中,该变量由调用者提供的指针参数所引用:
int var;
scanf( "%d", &var );

该函数调用会将字符串当作十进制数读入,然后转换为整数,再将它的值存储在局部变量 var 的内存地址上。

下面的函数 initNode()初始化一个结构变量。调用者将该结构的地址当作参数来传递。
#include <string.h>                    // 包含了memset() 和 strcpy()的原型
struct Node { long key;
              char name[32];
              /* ... 更多结构化的成员 ... */
              struct Node *next;
           };
void initNode( struct Node *pNode )     // 初始化*pNode结构
{
  memset( pNode, 0, sizeof(*pNode) );
  strcpy( pNode->name, "XXXXX" );
}

即使函数只需要读取变量的值,而不需要修改变量,传递变量地址仍然在许多时候更为高效。这是因为传递地址可以避免复制数据,只有变量地址会被推入栈中。

如果函数不修改变量,那么应该将对应的参数声明成只读指针,如下面的例子所示:
void printNode( const struct Node *pNode );
{
  printf( "Key: %ldn", pNode->key );
  printf( "Name: %sn", pNode->name );
  /* ... */
}

当在调用函数时把数组名作为参数,那么也是在进行“传址调用”,因为数组名会自动地被转换为指向数组内第一个元素的指针。

通常情况下,函数需要返回指针,如下例函数 mkNode()。该函数动态地建立一个新的 Node 对象,并将其地址传递给调用者:
#include <stdlib.h>
struct Node *mkNode()
{
  struct Node *pNode = malloc( sizeof(struct Node) );
  if ( pNode != NULL )
    initNode( pNode );
  return pNode;
}

如果无法为新的 Node 对象分配存储空间,则函数 mkNode()会返回一个空指针。返回指针的函数通常采用返回空指针来表示失败。例如,一个搜索函数,如果找到了满足条件的对象,则返回该对象的地址,如果没有找到满足条件的对象,则返回空指针。