C++ 指针变量做参数传递时的情况分析

前言

指针变量作为参数传递时，很容易混淆指针本身和指针指向的内容，实际应用中可能会导致无法预料的问题，所以做一下详细分析。
注意，在测试过程中为了看测试效果，有些指针变量分配了空间，但是未做回收，实际应用中要注意，分配空间后在合适的位置释放。

1. 指针变量直接作为参数传递

指针变量pVariant 作为实参传递给函数funcPointer，在funcPointer中由形参pParam接收

1.1 代码

void funcPointer(int *pParam)
{qDebug()<<"pParam  自身的地址:"<<&pParam<<"pParam  指向的地址:"<<pParam<<"pParam  值"<<*pParam;// 修改指针所指向地址中的内容*pParam = 2;qDebug()<<"pParam  自身的地址:"<<&pParam<<"pParam  指向的地址:"<<pParam<<"pParam  值"<<*pParam;// 修改pParam的指向pParam = new int;*pParam = 3;qDebug()<<"pParam  自身的地址:"<<&pParam<<"pParam  指向的地址:"<<pParam<<"pParam  值"<<*pParam;
}int main(int argc, char *argv[])
{QCoreApplication a(argc, argv);int *pVariant = new int;*pVariant = 1;qDebug()<<"pVariant自身的地址:"<<&pVariant<<"pVariant指向的地址:"<<pVariant<<"pVariant值"<<*pVariant;funcPointer(pVariant);qDebug()<<"pVariant自身的地址:"<<&pVariant<<"pVariant指向的地址:"<<pVariant<<"pVariant值"<<*pVariant;return a.exec();
}

1.2 输出结果：

1. pVariant自身的地址: 0x77fe04 pVariant指向的地址: 0x1986708 pVariant值 1
2. pParam  自身的地址: 0x77fdd0 pParam  指向的地址: 0x1986708 pParam  值 1
3. pParam  自身的地址: 0x77fdd0 pParam  指向的地址: 0x1986708 pParam  值 2
4. pParam  自身的地址: 0x77fdd0 pParam  指向的地址: 0x1986848 pParam  值 3
5. pVariant自身的地址: 0x77fe04 pVariant指向的地址: 0x1986708 pVariant值 2

1.2.1 结果分析：

从1，2可以看出，pVariant和pParam 本身的存储地址不相同，指向的地址和pVariant相同，说明pParam是pVariant的一个拷贝。
从2，3，5可以看出，通过函数funcPointer可以成功修改指针所指向的地址中的内容。
从1，3，4，5可以看出，修改形参pParam指向的地址后，不会影响实参pVariant。
综上，一级指针变量直接做为参数传递时，函数中会产生一个临时拷贝，通过这个拷贝可以修改原指针变量所指向地址的内容，但是不能改变原指针的指向。

1.3 在函数funcPointer最后增加回收空间操作：

    delete pParam;pParam = nullptr;qDebug()<<"pParam  自身的地址:"<<&pParam<<"pParam  指向的地址:"<<pParam;

1.3.1 输出结果：

1. pVariant自身的地址: 0x77fe04 pVariant指向的地址: 0x31265e8 pVariant值 1
2. pParam  自身的地址: 0x77fdd0 pParam  指向的地址: 0x31265e8 pParam  值 1
3. pParam  自身的地址: 0x77fdd0 pParam  指向的地址: 0x31265e8 pParam  值 2
4. pParam  自身的地址: 0x77fdd0 pParam  指向的地址: 0x3126768 pParam  值 3
5. pParam  自身的地址: 0x77fdd0 pParam  指向的地址: 0x0
6. pVariant自身的地址: 0x77fe04 pVariant指向的地址: 0x31265e8 pVariant值 2

从结果可以看出，如果形参pParam 执行new重新分配了空间，即此时pParam 和pVariant指向的地址不同，那么在函数中回收指针空间时只能操作pParam，不会回收指针变量pVariant的空间，所以此时想回收指针变量pVariant空间的话，需要在外部回收。

1.3.2 funcPointer函数中去掉pParam的new操作，增加delete

void funcPointer(int *pParam)
{qDebug()<<"pParam  自身的地址:"<<&pParam<<"pParam  指向的地址:"<<pParam<<"pParam  值"<<*pParam;// 修改指针所指向地址中的内容*pParam = 2;qDebug()<<"pParam  自身的地址:"<<&pParam<<"pParam  指向的地址:"<<pParam<<"pParam  值"<<*pParam;delete pParam;pParam = nullptr;qDebug()<<"pParam  自身的地址:"<<&pParam<<"pParam  指向的地址:"<<pParam;
}int main(int argc, char *argv[])
{QCoreApplication a(argc, argv);int *pVariant = new int;*pVariant = 1;qDebug()<<"pVariant自身的地址:"<<&pVariant<<"pVariant指向的地址:"<<pVariant<<"pVariant值"<<*pVariant;funcPointer(pVariant);qDebug()<<"pVariant自身的地址:"<<&pVariant<<"pVariant指向的地址:"<<pVariant<<"pVariant值"<<*pVariant;return a.exec();
}

1.3.3 输出结果

pVariant自身的地址: 0x77fe04 pVariant指向的地址: 0x19267e8 pVariant值 1
pParam  自身的地址: 0x77fdd0 pParam  指向的地址: 0x19267e8 pParam  值 1
pParam  自身的地址: 0x77fdd0 pParam  指向的地址: 0x19267e8 pParam  值 2
pParam  自身的地址: 0x77fdd0 pParam  指向的地址: 0x0
pVariant自身的地址: 0x77fe04 pVariant指向的地址: 0x19267e8 pVariant值 1761789996

从结果可以看出，执行 delete pParam; pParam = nullptr;后，pVariant指向的空间也已经被回收，但是pVariant不为空，依然指向原来的地址，获取到了一个未定义的值，这样可能导致程序出现不可控的问题。

2.指针变量作为引用参数传递

2.1 代码

void funcRefPointer(int *&pParam)
{qDebug()<<"pParam  自身的地址:"<<&pParam<<"pParam  指向的地址:"<<pParam<<"pParam  值"<<*pParam;*pParam = 2;qDebug()<<"pParam  自身的地址:"<<&pParam<<"pParam  指向的地址:"<<pParam<<"pParam  值"<<*pParam;pParam = new int;*pParam = 3;qDebug()<<"pParam  自身的地址:"<<&pParam<<"pParam  指向的地址:"<<pParam<<"pParam  值"<<*pParam;
}int main(int argc, char *argv[])
{QCoreApplication a(argc, argv);int *pVariant = new int;*pVariant = 1;qDebug()<<"pVariant自身的地址:"<<&pVariant<<"pVariant指向的地址:"<<pVariant<<"pVariant值"<<*pVariant;funcRefPointer(pVariant);qDebug()<<"pVariant自身的地址:"<<&pVariant<<"pVariant指向的地址:"<<pVariant<<"pVariant值"<<*pVariant;return a.exec();
}

2.2 输出结果：

1. pVariant自身的地址: 0x77fe04 pVariant指向的地址: 0x34665f8 pVariant值 1
2. pParam  自身的地址: 0x77fe04 pParam  指向的地址: 0x34665f8 pParam  值 1
3. pParam  自身的地址: 0x77fe04 pParam  指向的地址: 0x34665f8 pParam  值 2
4. pParam  自身的地址: 0x77fe04 pParam  指向的地址: 0x3466738 pParam  值 3
5. pVariant自身的地址: 0x77fe04 pVariant指向的地址: 0x3466738 pVariant值 3

2.2.1结果分析：

pParam 和 pVariant的存储地址、指向地址和内容完全一致。
指针变量作为引用传递时，形参pParam是指针变量pVariant的一个别名，对pParam的操作相当于对pVariant直接进行操作。引用传递时可以修改原指针的指向，可以修改指向地址的内容。

2.3在函数funcRefPointer最后增加回收空间操作：

    delete pParam;pParam = nullptr;qDebug()<<"pParam  自身的地址:"<<&pParam<<"pParam  指向的地址:"<<pParam;

2.3.1输出结果：

pVariant自身的地址: 0x77fe04 pVariant指向的地址: 0x3496638 pVariant值 1
pParam  自身的地址: 0x77fe04 pParam  指向的地址: 0x3496638 pParam  值 1
pParam  自身的地址: 0x77fe04 pParam  指向的地址: 0x3496638 pParam  值 2
pParam  自身的地址: 0x77fe04 pParam  指向的地址: 0x3496878 pParam  值 3
pParam  自身的地址: 0x77fe04 pParam  指向的地址: 0x0
pVariant自身的地址: 0x77fe04 pVariant指向的地址: 0x0

从结果可以看出，引用传递指针变量时，在函数中所有对引用变量的操作，都会影响原来的指针，包括delete操作，所以引用传递时，如果确定此指针之后不再使用，那么可以在函数中释放空间并将指针置空。detele指针并置为nullptr后，无法再获取指针指向的内容。

3.使用二级指针传递

传递指针变量的地址

3.1 代码

void funcPPointer(int **pParam)
{qDebug()<<"pParam  自身的地址:"<<&(*pParam)<<"pParam  指向的地址:"<<*pParam<<"pParam  值"<<**pParam;**pParam = 2;qDebug()<<"pParam  自身的地址:"<<&(*pParam)<<"pParam  指向的地址:"<<*pParam<<"pParam  值"<<**pParam;*pParam = new int;**pParam = 3;qDebug()<<"pParam  自身的地址:"<<&(*pParam)<<"pParam  指向的地址:"<<*pParam<<"pParam  值"<<**pParam;
}int main(int argc, char *argv[])
{QCoreApplication a(argc, argv);int *pVariant = new int;*pVariant = 1;qDebug()<<"pVariant自身的地址:"<<&pVariant<<"pVariant指向的地址:"<<pVariant<<"pVariant值"<<*pVariant;funcPPointer(&pVariant);qDebug()<<"pVariant自身的地址:"<<&pVariant<<"pVariant指向的地址:"<<pVariant<<"pVariant值"<<*pVariant;return a.exec();
}

3.2 输出结果

pVariant自身的地址: 0x77fdec pVariant指向的地址: 0x35166c8 pVariant值 1
pParam  自身的地址: 0x77fdec pParam  指向的地址: 0x35166c8 pParam  值 1
pParam  自身的地址: 0x77fdec pParam  指向的地址: 0x35166c8 pParam  值 2
pParam  自身的地址: 0x77fdec pParam  指向的地址: 0x3516748 pParam  值 3
pVariant自身的地址: 0x77fdec pVariant指向的地址: 0x3516748 pVariant值 3

二级指针传递时，输出结果和引用传递一样，因为都相当于传递了原指针的地址。

3.3 在函数funcPPointer最后增加：

    delete (*pParam);(*pParam) = nullptr;qDebug()<<"pParam  自身的地址:"<<&(*pParam)<<"pParam  指向的地址:"<<*pParam;

3.4 输出结果：

pVariant自身的地址: 0x77fe04 pVariant指向的地址: 0x34967a0 pVariant值 1
pParam  自身的地址: 0x77fe04 pParam  指向的地址: 0x34967a0 pParam  值 1
pParam  自身的地址: 0x77fe04 pParam  指向的地址: 0x34967a0 pParam  值 2
pParam  自身的地址: 0x77fe04 pParam  指向的地址: 0x3496730 pParam  值 3
pParam  自身的地址: 0x77fe04 pParam  指向的地址: 0x0
pVariant自身的地址: 0x77fe04 pVariant指向的地址: 0x0

增加delete后的输出结果也和引用传递时相同。所以，指针变量作为引用和二级指针的方式传递时，效果相同。

注意事项

1. delete指针后，如果不将指针置为nullptr，会产生野指针，指针仍会指向原来的地址，再次使用可能会导致程序崩溃，或者会得到一个不确定的值，导致程序产生不可控的结果。
2. 使用引用传递或者二级指针传递时，在函数中重新分配空间之前，需要将上一次new分配的空间回收，否则会造成内存泄漏。也就是多次new的时候需要对应的delete。
3. 如果需要使用调用接口的方式释放指针空间时，需要使用二级指针或者引用传递指针变量的方式，也就是直接传递指针变量的地址。如果直接使用指针传递，能够正常回收空间，但是无法将实参指针置为空值，导致其成为野指针，从而引起内存问题。