按值传递与引用传递(Function pass by value vs. pass by reference译文)

发布于 2021-03-24  55 次阅读


背景

之前写过一篇文章(1)简单区分了一下指针变量和普通变量的区别

后来发现自己还是太年轻了,在外网上面看见了这篇文章(2)
感觉写的非常透彻,翻译一下作为笔记

(未经许可,此翻译禁止以任何形式转载,摘录,二次创作)

阅读本文前置知识

  • 了解栈帧与简单的汇编,编译原理有助于理解本文
  • 如果不了解的话建议看上面的文章(1)就行了

正文

我们将传入函数的参数称为实参,将接受实参并被实参赋值的参数称为形参,他们统称为参数

当我们向函数传递参数时,不同的调用方式导致的不同结果往往会令人困惑,与其称之为“规定”,不如去确切的了解一下不同调用方式在底层当中的具体细节。

回想一下,当你调用一个函数时,一块栈将被划分为帧,这篇文章讨论的关键是此函数的帧当中保存形参和局部变量的情况

根据定义,按值传递意味着函数将会在栈帧中开辟一段内存空间,用于储存实参的的副本(译注:也就是所谓的保存现场),当你需要在函数当中使用这个参数时,你只会用到他的值的副本,而非使用其“原件”。当你只是需要暂时使用参数,而非在全局范围内更改参数的值时,请使用按值传递。

而至于引用传递,则会在栈帧中开辟一段内存空间,用于储存实参的地址的副本,函数内任何对形参的操作会直接作用于实参本身(译注:地址虽然是副本,但是相同的地址指向相同的内存,实际上是同一个东西;而对于值的副本,不同的副本占据不同的内存空间,互不影响,实际上是不相干的东西),当需要在全局范围内更改参数的值传入的参数本身时,请使用引用传递

(后面的例子并非原文例子,而是由译者给出)

按值传递:

mov         dword ptr [i],1h  ;待使用的两个变量
mov         dword ptr [j],2h 


push        ebp  ;生成栈帧
 mov         ebp,esp  
 sub         esp,0CCh  ;开辟内存空间
 push        ebx  ;保存现场
 push        esi  
 push        edi  
 lea         edi,[ebp-0CCh]  ;安全性填充
 mov         ecx,33h  ;安全性填充
 mov         eax,0CCCCCCCCh  ;安全性填充
 rep stos    dword ptr es:[edi]  ;安全性填充
 call swapThemByVal  ;调用函数


;swapThemByVal
 mov         eax,dword ptr [num1]  ;复制值的副本到eax
 mov         dword ptr [temp],eax 

 mov         eax,dword ptr [num2]  
 mov         dword ptr [num1],eax  

 mov         eax,dword ptr [temp]  
 mov         dword ptr [num2],eax ;由于编译优化,并未存入新开辟的内存空间当中,而是直接存入eax

mov eax ,0; 返回值
 pop         edi  ;恢复现场
 pop         esi  
 pop         ebx  
 add         esp,0CCh  
 cmp         ebp,esp  
 call        __RTC_CheckEsp   ;检查是否堆栈溢出
 mov         esp,ebp  ;销毁变量,释放子栈帧,为返回父栈帧做准备
 pop         ebp  ;恢复父栈帧
 ret  ; 返回

引用传递:

lea         eax,[j]  ;复制地址的副本
push        eax  ;将副本入栈
lea         ecx,[i]  ;同理
push        ecx  
push        ebp ;创建栈帧 
 mov         ebp,esp  
 sub         esp,0CCh  ;填充int3
 push        ebx  
 push        esi  
 push        edi  
 lea         edi,[ebp-0CCh]  
 mov         ecx,33h  
 mov         eax,0CCCCCCCCh  
 rep stos    dword ptr es:[edi]  
call        swapThemByRef 

;swapThemByRef 

mov         eax,dword ptr [num1]  ;复制地址的副本到eax
 mov         ecx,dword ptr [eax]  ;eax当中存储的是地址,间接引用这个地址
 mov         dword ptr [temp],ecx  

 mov         eax,dword ptr [num1]  
 mov         ecx,dword ptr [num2]  
 mov         edx,dword ptr [ecx]  
 mov         dword ptr [eax],edx  

 mov         eax,dword ptr [num2]  
 mov         ecx,dword ptr [temp]  
 mov         dword ptr [eax],ecx  

 mov         eax,0  ;返回值
 pop         edi  
 pop         esi  
 pop         ebx  
 add         esp,0CCh  
 cmp         ebp,esp  
 call        __RTC_CheckEsp (0BA129Eh)  
 mov         esp,ebp  
 pop         ebp  
 ret  

结束语

由于笔者主要接触的是汇编语言,于是舍弃了原文当中的C++例子,采用此汇编例子,看不懂该例子的话可以去看一下原文的例子