百科问答小站 logo   百科问答小站
问题

你能否在不传递指针的情况下通过函数交换两个变量的值，如果可以请说明方法，如果不行请分析原因。?计算机？

回答
这个问题很有意思，也很能考察对变量和函数传参机制的理解。简单来说，在大多数情况下，如果你想要在函数内部直接修改调用者作用域中的两个变量，并且不能使用指针，那是不行的。

不过，我们可以换个角度来“实现”这个目标，或者说达到类似的效果。理解这一点，需要先弄清楚 C 语言（以及很多其他语言）中函数是如何接收参数的。

为什么直接不行？—— 传值（Pass by Value）的本质

在 C 语言中，函数调用时传递参数的默认方式是传值。这意味着当你把一个变量的值传递给函数时，函数内部接收到的实际上是那个变量值的一个拷贝。函数对这个拷贝进行任何操作，都不会影响到原始变量。

你可以想象成这样：你有一个存钱罐，里面有 100 块钱。你有一个朋友想帮你数钱，于是你把存钱罐里的钱倒出来，给了他一堆散钱（这是拷贝）。他数了数，发现是 100 块，然后在这些散钱里拿走了 10 块。等你把剩下的钱收回来放回存钱罐，存钱罐里还是 100 块，因为他拿走的是你给他的那堆散钱，而不是直接从你的存钱罐里拿。

所以，如果我们写一个函数：

```c
void swap_values(int a, int b) {
int temp = a;
a = b;
b = temp;
// 在这里，a 和 b 的值确实交换了，但它们只是函数内部的局部变量
printf("Inside swap_values: a = %d, b = %d ", a, b);
}

int main() {
int x = 5;
int y = 10;
printf("Before swap: x = %d, y = %d ", x, y);
swap_values(x, y); // 传递的是 x 和 y 的值，即 5 和 10 的拷贝
printf("After swap: x = %d, y = %d ", x, y); // 这里 x 和 y 仍然是 5 和 10
return 0;
}
```

输出会是这样的：

```
Before swap: x = 5, y = 10
Inside swap_values: a = 10, b = 5
After swap: x = 5, y = 10
```

从输出可以看出，`swap_values` 函数内部的 `a` 和 `b` 的确交换了，但 `main` 函数中的 `x` 和 `y` 分毫未动。这就是传值机制在起作用。函数接收的是值的拷贝，对拷贝的修改不会影响原始变量。

那么，有没有“曲线救国”的方法呢？

虽然不能直接修改调用者作用域的变量，但我们可以让函数返回我们想要的结果，然后由调用者来应用这些结果。有几种方式可以做到这一点，虽然它们并不是直接“交换”了原始变量，而是通过其他方式达到了“交换”的效果。

方法一：通过返回一个结构体或数组

函数可以返回一个包含交换后值的结构体或数组。调用者接收这个返回值，然后用返回的值更新自己的变量。

```c
include

// 定义一个结构体来存储两个整数
typedef struct {
int first;
int second;
} SwappedPair;

// 函数返回一个 SwappedPair 结构体
SwappedPair swap_and_return(int a, int b) {
SwappedPair result;
result.first = b; // 返回的第一个值是原始的第二个值
result.second = a; // 返回的第二个值是原始的第一个值
printf("Inside swap_and_return: returning {%d, %d} ", result.first, result.second);
return result;
}

int main() {
int x = 5;
int y = 10;
printf("Before swap: x = %d, y = %d ", x, y);

SwappedPair swapped_values = swap_and_return(x, y); // 调用函数并接收返回值

// 用返回值更新原始变量
x = swapped_values.first;
y = swapped_values.second;

printf("After swap: x = %d, y = %d ", x, y);
return 0;
}
```

输出：

```
Before swap: x = 5, y = 10
Inside swap_and_return: returning {10, 5}
After swap: x = 10, y = 5
```

解释：

`swap_and_return` 函数接收 `x` 和 `y` 的值（拷贝）。
它创建了一个局部变量 `result`（一个 `SwappedPair` 结构体）。
它将 `b`（原始 `y` 的值）赋给 `result.first`，将 `a`（原始 `x` 的值）赋给 `result.second`。
最后，它将这个 `result` 结构体的值返回给调用者。
在 `main` 函数中，我们用 `swap_and_return(x, y)` 的返回值来更新 `x` 和 `y`。这样，`x` 就得到了原来的 `y` 的值，`y` 就得到了原来的 `x` 的值，看起来就像是交换成功了。

方法二：使用“输出参数”配合返回值（稍微有点绕）

虽然我们不能直接通过指针修改，但如果函数能够返回一个指示是否成功的状态，同时通过修改传递进来的某个“中间值”来传递交换后的结果，也可以达到效果。不过这种方法会比较晦涩，而且在没有指针的情况下，传递“中间值”又回到了传值的问题。所以，这种方法在不使用指针的情况下，变得非常不实用，或者说不是“交换”原始变量。

举个例子，如果你非要这么做，可能会这样（但这是糟糕的设计，且并不“交换”原始变量）：

```c
include

// 这个函数并没有真正意义上“交换”调用者作用域的变量
// 它只是返回了交换后的两个值
int get_swapped_first(int a, int b) {
return b; // 返回原始的第二个值
}

int get_swapped_second(int a, int b) {
return a; // 返回原始的第一个值
}

int main() {
int x = 5;
int y = 10;
printf("Before swap: x = %d, y = %d ", x, y);

// 分别调用函数获取交换后的值
int new_x = get_swapped_first(x, y);
int new_y = get_swapped_second(x, y);

// 用新值更新原始变量
x = new_x;
y = new_y;

printf("After swap: x = %d, y = %d ", x, y);
return 0;
}
```

解释：

这实际上是方法一的拆分版本，更显得冗余。它通过两个独立的函数，分别返回了经过“交换”后的新值，然后由 `main` 函数来接收并更新原始变量。这依然是基于传值和返回值的概念。

关键点总结：

1. 传值机制： C 语言函数默认传值，函数内部是对参数值的拷贝进行操作，不影响调用者作用域的原始变量。
2. 指针是核心： 要想在函数内部直接修改调用者作用域的变量，最直接、最常用的方法就是通过指针传递变量的地址，这样函数就可以通过这个地址找到并修改原始变量。
3. 绕过方法： 如果绝对不能用指针，唯一的途径就是让函数返回计算或处理后的值，然后由调用者负责将这些返回值应用到自己的变量上，以达到“交换”的效果。这本质上是用返回值来“传递”结果，而不是直接修改原始变量。
4. 返回多个值： 在 C 语言中，函数只能直接返回一个值。为了返回多个值，通常会使用结构体、联合体、数组，或者通过指针（这又回到了指针）。

所以，严格意义上说，在不传递指针的情况下，你无法让一个函数直接“交换”调用者作用域中的两个变量，但你可以通过返回包含交换后值的结构体或数组，再由调用者来更新变量，从而达到和交换一样的视觉或功能效果。

理解这一点，就明白了传值和指针在函数参数传递中的重要性以及它们各自的作用。没有指针，很多需要函数修改外部状态的场景都会变得复杂很多，或者需要采取间接的方式来处理。

网友意见

user avatar

玩点花样：

       static intptr_t b1 = 0; static intptr_t b2 = 0;  void calc_impl() { #define v1 *(int*)(b1 - (intptr_t)&tmp) #define v2 *(int*)(b2 - (intptr_t)&tmp)      int tmp = v1;      v1 = v2;     v2 = tmp; }  void calc() {     int a = 2;     int b = 3;     b1 = (intptr_t)&a + b2;     b2 += (intptr_t)&b;     calc_impl(); }  void swap() {     int base = 0;     b2 = (intptr_t)&base;     calc(); }  void test_swap() {     int a = 10;     int b = 5;     printf("%d %d
", a, b);      swap(); // do not need any pointer here      printf("%d %d
", a, b); }

没有什么高深的代码，但原理不太容易一下子想明白。

类似的话题

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有

服务条款
联系我们
关于我们
隐私政策
友情链接
知乎
百度问答
搜狐
新浪