面试题：C语言左值与指针的复杂应用

Question

编写一个函数 `swap_values`，该函数接收两个指针参数，要求在函数内部交换这两个指针所指向的变量的值。假设调用函数时传入的实参是两个整型变量的地址。同时，解释为什么要使用指针作为参数来实现这个功能，以及左值在这个过程中的作用。如果传入的不是左值会出现什么情况？

Answer 1

#include <stdio.h>

// 交换两个整数的函数
void swap_values(int *a, int *b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

为什么使用指针作为参数

1. 直接操作原变量：在C语言中，函数参数传递是值传递。如果不使用指针，传递的是变量的值的副本，在函数内部对副本的修改不会影响到原变量。而使用指针，函数可以直接访问和修改调用函数中变量的内存地址，从而实现对原变量值的交换。
2. 实现数据共享：通过指针，不同函数可以共享和修改同一块内存区域的数据，这在许多复杂的数据结构和算法实现中非常重要。

左值在这个过程中的作用

左值是可以出现在赋值语句左边的表达式，它代表一个可寻址的内存位置。在 swap_values 函数中，*a 和 *b 是左值，因为它们代表了实际变量的内存位置，可以被赋值。如果没有左值，就无法将一个值赋给特定的内存位置，也就无法实现交换值的操作。

如果传入的不是左值会出现什么情况

如果传入的不是左值，比如传入的是常量或者一个不代表可寻址内存位置的表达式，编译时会报错。因为C语言不允许对非左值进行赋值操作。例如：

swap_values(5, 10); // 错误，5和10不是左值

这里5和10是常量，它们没有内存地址可以被修改，所以这样的调用是不合法的。在调用 swap_values 函数时，必须传入代表可寻址内存位置的左值，也就是变量的地址。