【C++ 筆記】函數（Function）（下） - part 11

很感謝你點進來這篇文章。

你好，我並不是什麼 C++、程式語言的專家，所以本文若有些錯誤麻煩請各位鞭大力一點，我極需各位的指正及指導！！本系列文章的性質主要以詼諧的口吻，一派輕鬆的態度自學程式語言，如果你喜歡，麻煩留言說聲文章讚讚吧！

函數參數的傳遞方式

如果函數要使用參數，則必須宣告接受參數值的變數。這些變數稱為函數的形式參數。

形式參數如同局域變數（Local Variable），自從函數被呼叫開始，就被建立，函數程式碼結束後，則形式參數自動被刪除。

呼叫函數時，有三種參數的傳遞方式，如下：

傳值呼叫（call by value）
傳址呼叫（call by address / call by pointer / pass by address）
傳參（考）呼叫（call by reference）

這三種方式有什麼差異呢？請繼續看下去～

傳值呼叫（call by value）

傳值呼叫中，被傳遞的參數實際值會複製給形式參數，因此無論如何修改函數內的形式參數皆不會改變到實際參數值。

這就好像世界上總有許多同名的人，但他們本質上是不同的，比如有很多叫 Amy 的人，但是有的 Amy 很有錢，有的超窮等等。

:::success
Call by value 所引用的變數僅為當時的數值，而非變數本身。
:::

具體而言，看以下的範例即可易懂，這是最常見的 swap() 函數程式碼。

#include <iostream>
using namespace std;
 
// 函數宣告
void swap(int x, int y);

// 函數定義
void swap(int x, int y)
{
   int temp;
 
   temp = x; /* 保存 x 的值 */
   x = y;    /* 把 y 指定给 x */
   y = temp; /* 把 x 指定给 y */
  
   return;
}
 
int main ()
{
   int a = 100;
   int b = 200;
 
   cout << "交換前，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交換前，b 的值：" << b << endl;
 
   // 呼叫函數交換值
   swap(a, b);
 
   cout << "交換後，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交換後，b 的值：" << b << endl;
 
   return 0;
}

輸出結果：

交換前，a 的值：100
交換前，b 的值：200
交換後，a 的值：100
交換後，b 的值：200

可見 a、b 值經交換函數後，輸出結果沒有任何變化。

那要如何使 a、b 值交換呢？請繼續看下去。

傳址呼叫（call by address / call by pointer）

傳址呼叫就是將參數的地址複製給形式參數，所以在函數內修改形式參數會影響實際參數。

與傳值調用範例程式碼寫法有些許不同，因為需要將地址複製給形式參數，所以需要使用指標於函數內。

:::success
「傳址呼叫」是將變數的記憶體位址傳遞給函數的參數，而不是直接傳遞變數的值。因此，函數內部可以透過該位址存取並修改外部變數的數值。
:::

#include <iostream>
using namespace std;

// 函數宣告
void swap(int *x, int *y);

// 函數定義
void swap(int *x, int *y)
{
   int temp;
   temp = *x;    /* 保存地址 x 的值 */
   *x = *y;        /* 把 y 指定给 x */
   *y = temp;    /* 把 x 指定给 y */
  
   return;
}

int main ()
{
   int a = 100;
   int b = 200;
 
   cout << "交換前，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交換前，b 的值：" << b << endl;

   /* 呼叫函數交換值
    * &a 表示指向 a 的指標，即變數 a 的地址 
    * &b 表示指向 b 的指標，即變數 b 的地址 
    */
   swap(&a, &b);

   cout << "交換後，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交換後，b 的值：" << b << endl;
 
   return 0;
}

輸出結果：

交換前，a 的值： 100
交換前，b 的值： 200
交換後，a 的值： 200
交換後，b 的值： 100

可以發現 a、b 值成功交換了。

傳參考呼叫（call by reference）

向函數傳遞參數的傳參呼叫方法，把參考的位址複製給形式參數。在函數內，此參考用於存取呼叫中要用到的實際參數。這意味著，修改形式參數會影響實際參數。

光看定義可能有點不太懂，但其實就只是在參數前面加上”&”而已，參數都不需要像傳址呼叫一樣改成指標，因為加上 & 就表示傳參的記憶體位址。

重點是傳參考呼叫不須使用指標即可達到修改外部變數的目的。

:::success
「傳參考呼叫」是將變數本身的參考傳遞給函數，使函數能直接操作該變數的內容而非其副本。
:::

:::info
參考（Reference）是指一種資料型態，允許程式間接存取記憶體中的特定資料。這些資料可以是變數，參考本身並不包含數據（Data），而是指向數據在記憶體中的位址。

當傳遞參考時，實際上是傳遞了資料的「位址」，而不是資料的副本，因此對資料的修改將直接影響原始數據，所以傳參考呼叫為何能與傳址呼叫具有同樣的效果。
:::

有關於參考的解釋詳情請至我的筆記 part 14：傳送門點我

具體範例請看：

#include <iostream>
using namespace std;
 
// 函數宣告
void swap(int &x, int &y);
 
int main ()
{
   int a = 100;
   int b = 200;
 
   cout << "交換前，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交換前，b 的值：" << b << endl;
 
   /* 呼叫函數交換值 */
   swap(a, b);
 
   cout << "交換後，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交換後，b 的值：" << b << endl;
 
   return 0;
}
 
// 函數定義
void swap(int &x, int &y)
{
   int temp;
   temp = x; /* 保存地址 x 的值 */
   x = y;    /* 把 y 指定给 x */
   y = temp; /* 把 x 指定给 y  */
  
   return;
}

輸出結果：

交換前，a 的值： 100
交換前，b 的值： 200
交換後，a 的值： 200
交換後，b 的值： 100

傳參考呼叫的應用場景：

修改外部變數：如上例所示，透過函數修改傳入的變數。
減少開銷：特別是在傳遞大物件或複雜資料結構時，引用傳遞可以避免不必要的拷貝操作。
傳回值最佳化：透過引用傳回函數的局部變量，避免了傳回值拷貝的開銷。

傳參考呼叫是 C++ 中的重要技術，可以提高程式碼的效率和靈活性。了解和熟練使用引用呼叫對於編寫高效的C++程式非常有幫助。

來源：https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-function-call-by-reference.html

總結

解釋：

傳值呼叫（call by value）：傳遞參數時引用的不是變數本身，而是它的值，所以並沒有引用到他的記憶體位址。
傳址呼叫（call by address）：傳遞參數時將變數的記憶體位址傳遞給函數的參數，而不是直接傳遞變數的值。->所以能改變變數的值
傳參考呼叫（call by reference）：將變數本身的參考傳遞給函數，使函數能直接操作該變數的內容而非其副本（不是變數的copy，如果直接改copy值那對初始的變數完全沒影響）。

論其功用而言：