面试题：C语言指针在函数参数传递中的应用

Question

编写一个C函数，该函数接收一个整数数组和数组的大小作为参数，使用指针操作在函数内部修改数组元素的值，使其翻倍。说明为什么使用指针而不是直接传递数组名来实现此功能，以及指针传递在这种场景下的优势和可能存在的风险。

Answer 1

#include <stdio.h>

void doubleArray(int *arr, int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        *(arr + i) *= 2;
    }
}

使用指针而不是直接传递数组名的原因

在C语言中，当函数参数为数组时，实际上传递的是数组首元素的指针。所以，直接传递数组名本质上也是传递指针。使用指针操作数组元素更清晰地体现了这一底层机制，并且指针操作更灵活，可以进行算术运算来访问数组不同位置的元素。

指针传递在这种场景下的优势

1. 高效：避免了数组的整体拷贝，只传递了一个指针（通常为4字节或8字节，取决于系统架构），如果数组很大，能极大减少内存开销和传递时间。
2. 灵活性：指针可以进行算术运算，如 arr + i 来访问数组的不同元素，操作更加直接和灵活。

指针传递可能存在的风险

1. 空指针风险：如果传入的指针是 NULL，对其进行解引用操作（如 *arr）会导致程序崩溃，出现段错误。
2. 越界访问风险：指针操作数组时，如果没有正确检查边界，如 *(arr + size)（size 超过数组实际大小），会访问到未分配的内存，导致未定义行为。
3. 内存管理问题：如果在函数外部动态分配了数组内存，并传递指针到函数中，如果函数对指针进行了修改（如 arr = arr + 1），可能导致函数外部对该内存的访问混乱，并且可能造成内存泄漏（如果没有正确释放内存）。