C語言中的參考傳遞（指標傳遞）基礎與實作範例｜清晰說明與值傳遞的差異

1. 為什麼要學習「參照傳遞」？

2. 值傳遞與參照傳遞的差異

什麼是值傳遞

void func(int x) {
    x = 10;
}

int main() {
    int a = 5;
    func(a);
    printf("%dn", a); // 輸出為5
}

什麼是參照傳遞（指標傳遞）

void func(int *x) {
    *x = 10;
}

int main() {
    int a = 5;
    func(&a);
    printf("%dn", a); // 輸出為10
}

值傳遞與參照傳遞的差異總結

3. 透過程式碼了解！實作範例 3 個

1. 基本的參照傳遞範例

void increment(int *p) {
    (*p)++;
}

int main() {
    int a = 0;
    increment(&a);
    printf("%dn", a); // 輸出: 1
    return 0;
}

2. swap 函式的實作範例

void swap(int *x, int *y) {
    int temp = *x;
    *x = *y;
    *y = temp;
}

int main() {
    int a = 3, b = 7;
    swap(&a, &b);
    printf("a = %d, b = %dn", a, b); // 輸出: a = 7, b = 3
    return 0;
}

3. 陣列與參照傳遞

void fill_zero(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        arr[i] = 0;
    }
}

int main() {
    int data[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    fill_zero(data, 5);
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", data[i]);
    }
    // 輸出: 0 0 0 0 0
    return 0;
}

4. 為什麼要使用參照傳遞？優點與注意事項

參照傳遞的優點

1. 可直接從函式修改呼叫端的值 在值傳的情況下，函式內部對值的修改不會影響呼叫端，但使用參照傳遞時可以直接改寫作為參數傳入的變數本身。例如 swap 函式或數值的加減等，想以非返回值的形式返回處理結果時非常方便。
2. 有效處理大型資料 在將陣列或結構體等大型資料傳遞給函式時，若使用值傳遞會全部複製，導致不必要的記憶體消耗與處理速度下降。使用參照傳遞（指標傳遞）只傳遞位址（位置），因此省去複製的麻煩，效率更高。
3. 可同時修改多個值 在值傳遞時只能返回一個返回值，但使用參照傳遞可以一次性修改多個變數的值。由此函式的彈性大幅提升。

參照傳遞的注意點與缺點

1. 容易產生副作用 因為可以直接修改呼叫端的資料，程式中哪裡改寫了值往往不易追蹤。在大型程式或多人開發時，可能成為意外錯誤的根源，需要特別留意。
2. 指標使用錯誤導致的錯誤 若未正確管理位址（指標），會產生意外的問題。例如誤參考 NULL 指標，或存取已釋放的記憶體導致程式崩潰，這些都是 C 語言特有的「危險性」。
3. 可讀性與理解難度 大量使用指標的程式碼往往讓初者難以理解。此外，若錯誤使用「&」或「*」等符號，容易產生預期外的行為。

5. C++的差異（補充說明）

C 語言的參照傳遞＝指標傳遞

void func(int *x) {
    *x = 100;
}
int main() {
    int a = 0;
    func(&a);
    // a 會變成 100
    return 0;
}

C++ 的參照傳遞更簡潔

void func(int &x) {
    x = 100;
}
int main() {
    int a = 0;
    func(a);
    // a 會變成 100
    return 0;
}

總結：使用方式的差異

• C 語言：參照傳遞＝使用指標（*與&皆為必須）
• C++：參照傳遞＝以參照型別接受（僅&即可，無需指標操作）

6. FAQ 常見問題

問題1：C 語言中將陣列傳遞給函式為何會變成參照傳遞？

問題2：如果在函式內改變指標的值（位址）本身會怎樣？

問題3：結構體也能使用參照傳遞嗎？

struct Data {
    int value;
};

void update(struct Data *d) {
    d->value = 123;
}

問題4：使用參照傳遞時，需要哪些安全措施？

問題5：在 C 與 C++ 中使用參照傳遞，該選哪一個？

問題6：對指標不熟悉，有什麼技巧嗎？