5.4 Способы передачи параметров функциям

Механизм параметров является основным способом обмена информацией между вызываемой и вызывающей функциями. В операторе вызова функции записывают аргументы функции, а в заголовке описания функции перечисляют параметры.

В С++ передача параметров осуществляется тремя способами:

• по копии (или по значению);

• по адресу (или через указатель);

• по ссылке.

Это определяется видом объявления параметра в заголовке функции.

Рассмотрим все три способа передачи на примере функции обмена Change(). Ей передаются два параметра, и она должна поменять местами их значения.

1. Передача по копии (по значению):

void Change( int X, int Y ) // определение функции

{ int temp;

temp = X;

X = Y;

Y = temp;

}

//--------------------------------------------------------------------

void main( )

{

int A = 10, B = 20;

Change( A, B ); // вызов функции

printf ( “\n A = %d B = %d”, A, B); // A = 10 B = 20 (замена не состоялась)

getch ();

}

При передаче по значению объявление параметра похоже на объявление переменной: Тип ИмяПараметра. Такой параметр считается отдельной локальной переменной в теле функции. Ни в заголовке, ни в теле функции не должно быть других параметров или переменных с таким же именем.

Опишем работу программы. В области видимости функции main() существуют две локальные переменные A и B, которые проинициализированы значениями 10 и 20. В момент вызова функции Change() в стеке создаются параметры X и Y, которые получают копии значений аргументов A и B, а также переменная temp. Затем с помощью этой переменной происходит перестановка значений параметров X и Y (прежние значения выделены красным цветом). Однако по окончании работы функции Change() переменные X, Y и temp уничтожаются, поскольку являются локальными переменными, а значения аргументов A и B остаются неизменными.

Таким образом, функция Change() не решает поставленной перед ней задачи. Тем не менее, данный пример иллюстрирует особенность использования параметров-копий: никакие изменения значения параметра внутри функции не отражаются на значении переменной-аргумента, так как параметр является локальной переменной. Это способ передачи параметров в C++ используется по умолчанию.

2. Передача по адресу (через указатель):

void Change( int *X, int *Y ) // определение функции

{ int temp;

temp = *X;

*X = *Y;

*Y = temp;

}

//--------------------------------------------------------------------

void main( )

{

int A = 10, B = 20;

Change( &A, &B ); // вызов функции

printf ( “\n A = %d B = %d”, A, B); // A = 20 B = 10 (замена состоялась)

getch ();

}

Способ передачи параметров по адресу используется для того, чтобы через указатели обеспечить непосредственный доступ к значениям аргументов. В момент вызова функции Change() в стеке создаются параметры-указатели X и Y, которые получают копии адресов аргументов A и B. Теперь параметры X и Y указывают на аргументы A и B. Несмотря на то, что функции Change() не известны имена аргументов A и B, ей известны их адреса, поэтому она имеет доступ к их значениям. С помощью переменной temp происходит перестановка значений аргументов A и B (прежние значения выделены красным цветом). По окончании работы функции Change() переменные X, Y и temp уничтожаются, поскольку являются локальными переменными, но аргументы A и B остаются с новыми значениями. Таким образом, функция выполнила поставленную задачу.

3. Передача по ссылке:

void Change( int &X, int &Y ) // определение функции

{ int temp;

temp = X;

X = Y;

Y = temp;

}

//--------------------------------------------------------------------

void main( )

{

int A = 10, B = 20;

Change( A, B ); // вызов функции

printf ( “\n A = %d B = %d”, A, B); // A = 20 B = 10 (замена состоялась)

getch ();

}

Этот способ передачи параметров появился в C++ для того, чтобы упростить работу с указателями. При передаче по ссылке объявление параметра представляет собой объявление ссылки без инициализации: Тип &ИмяПараметра. Параметр-ссылка локальна в функции: ни в заголовке, ни в ее теле не должно быть объявлено других параметров и переменных с таким же именем. Инициализация параметра-ссылки выполняется во время вызова функции.

В самом простом случае при вызове функции в качестве аргумента задается имя переменной. Тип переменной-аргумента должен совпадать с типом параметра-ссылки. Ссылка становится альтернативным именем аргумента, поэтому любые действия, выполняемые со ссылкой в теле функции, мгновенно отражаются на состоянии аргумента.

В момент вызова функции Change() у аргументов A и B появляются вторые имена X и Y. Поэтому функция Change фактически напрямую работает с исходными переменными A и B и изменяет их.

Использование параметров-ссылок вместо передачи по значению или по адресу более эффективно, поскольку:

1) не требуется памяти для копирования аргументов в локальные переменные;

2) не требуется времени на их создание и уничтожение.

Поэтому программы с параметрами-ссылками работают быстрее и используют меньше памяти. Это имеет значение при передаче структур данных большого объема.

Передача параметра по ссылке также используется, если функция должна возвратить не один результат, а несколько.

Если требуется запретить изменение параметра, передаваемого по адресу или по ссылке, то используется модификатор const, например:

int Func( int a, const double &b);

СОВЕТ Рекомендуется указывать const перед всеми параметрами, изменение которых в функции не предусмотрено. Это облегчает отладку. Кроме того, на место параметра типа const& может передаваться константа.

Параметры, передаваемые в функцию, могут быть любого типа (например, вещественного, структурой, перечислением, объединением, указателем), кроме массива или функции, которые передаются с помощью указателей.