20:宁以pass-by-reference-to-const替换pass-by-value-Toy模板网

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缺省条件下C++以by value方式传递对象至函数。除非你另外指定，否则函数参数都是以实际实参的复件（副本）为初值，而调用端所获得的亦是函数返回值的一个复件。这些复件（副本）有对象的copy构造函数产出，这可能使得pass-by-value成为昂贵的（费时的）操作。

考虑以下class继承体系：

class Person{
public:
    Person();
    virtual ~Person();
private:
    std::string name;
    std::string address;
};
class Student: public Person{
public:
    Student();
    ~Student();
private:
    std::string schoolName;
    std::string schoolAddress;
};

现在考虑以下代码，其中调用函数validateStudent，后者需要一个Student实现（by value）并返回它是否有效：

bool validateStudent(Student s);//函数以by value方式传参
Student  plato;
bool platoIsok=validateStudent(plato);

当上述函数被调用时，会发生什么？

Student的copy构造函数会被调用，以plato为蓝本将s初始化，同样，当validateStudent返回s后，会被销毁。

但不仅仅是这样，Student对象内有两个string对象，所以每次构造一个Student对象也就构造了两个string对象，此外，Student对象继承自Person对象，所以每次构造Student对象也必须构造出一个Person对象。一个Person对象又有两个stirng对象在其中，因此每次Person构造动作又需承担两个string构造动作。

最终，以by value方式传递一个Student对象会导致调用一次Student copy构造函数、一次Person copy构造函数、四次string copy构造函数。当函数内的哪个Student复件被销毁，每一个构造函数调用动作需要一个对应的析构函数调用动作。

因此，以by value方式传递一个Student对象，总体成本是“六次构造函数和六次析构函数”。

尽管上述行为是正确的，但有没有什么方法可以回避那些构造和析构动作？

那就是pass by reference-to-const：

bool validateStudent(const Student& s);

这种传递方式的效率高得多：没有任何构造函数或析构函数被调用，因为没有任何新对象被创建。

注意，上述参数中含有const，因为原先以by value方式接受一个参数，因此调用者知道它们受到保护，函数绝不会对传入的Student作任何改变；valudateStudent只能对其副本做修改。现在Student以by reference方式传递，将它声明为const是必要的，因为不这样做的话，调用者不会知道validataStudent会不会改变他们传入的那个Student。

以by reference方式传递参数也可以避免slicing(对象切割)问题。当一个derived class以by value方式传递给本应接受base class的函数，它会被视作一个base class对象，base class的拷贝构造函数会被调用，而“造成此对象的行为像个derived class对象”的那些特化性质全被切割掉了，仅仅留下一个base class对象。

例：

class Window{
public:
    std::string name() const;//返回窗口名称
    virtual void display() const;//显示窗口和其内容
};
class WindowWithScrollBars: public Window{
public:
    virtual void display() const;
};

假设你希望写个函数打印窗口名称，然后显示该窗口。下面是错误的代码：

void printNameAndDsiplay(Window w)
{
    std::cout<<w.name();
    w.display();
}

当你调用上述函数并交给它一个WindowWithScrollBars对象，会发生什么事？

WindowWithScrollBars wwsb;
printNameAndDisplay(wwsb);

wwsb会被构造成为一个Window对象，它的所有特化信息都会被切除，因此在printNameAndDisplay内调用display调用的总是Window::display，绝不会是WindowWithScrollBars::display。

解决切割问题的方法是以by reference-to-const的方式传递w：

void printNameAndDisplay(const Window& w)//参数不会被切割
{
    std::cout<<w.name();
    w.display();
}

现在，传进来的窗口是什么类型，w就表现出那种类型。

若你有个对象属于内置类型（例如int），pass by value往往比pass by reference的效率高。对于内置类型而言，当你有机会采用pass-by-value或pass-by-reference-to-const时，选择pass-by-value并非没有道理。这也适用于STL的迭代器和函数对象，因为习惯上它们都被设计为pass by value。

总结

1.尽量以pass-by-reference-to-const替换pass-by-value。前者通常比较高效，并可避免切割问题。

2.以上规则并不适用于内置类型，以及STL的迭代器和函数对象。对它们而言，pass-by-value往往比较适当。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-427753.html

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