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Effective C++:条款20:宁以 pass-by-reference-to-const替换pass-by-value
(一)
调用函数的时候如果传递参数pass-by-value,那么函数参数都是以实际实参的副本为初值,调用端所获得的亦是函数返回值的一个复件。
看下面代码:
class Person { public: Person(); virtual ~Person(); private: string name; string address; }; class Student : public Person { public: Student(); ~Student(); private: string schoolName; string schoolAddress; }; bool validateStudent(Student s); Student plato; bool platoIsOK = validateStudent(plato);
当上述函数调用validateStudent(plato);时,Student的copy构造函数被调用,以plato为蓝本将s初始化。当validateStudent返回s被销毁。所以参数的传递成本是“一次Student copy构造函数调用,一次Student析构函数调用”。
但是还不是整个故事,Student对象内有两个string对象,Student对象继承自Person对象,因此必须构造出Person对象,Person对象又有两个string在其中。
因此以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。当那个Student复件被销毁,每个构造函数动作多需要一个对应的析构函数调用动作。所以总体成本是“六次构造函数和六次析构函数”!
解决方法: pass-by-reference-to-const
bool validateStudent(const Student& s);这种方式没有任何构造和析构函数被调用,因为没有任何新对象被创建。const是必要的,调用者不用担心validateStudent改变他们传入的那个Student。
(二)
by reference传递参数还可以避免slicing(对象切割)问题。当一个derived class对象以by value传递给一个base class对象。base class的copy构造函数被调用,而“构造此对象的行为像个derived class对象”的那些特化性质被切割掉了,仅留下一个base class对象。因为正是base class的构造函数创建了它。
假设有下面的继承关系:
class Window { public: string name() const; virtual void display() const; }; class WindowWithScrollBars : public Window { public: virtual void display() const; };错误的函数写法:
void printNameAndDisplay(Window w) { std::cout << w.name(); w.display(); }当调用上面这个函数的时候:
WindowWithScrollBars wwsb; printNameAndDisplay(wwsb);w会被构造成一个Window对象:他是pass-by-value,造成wwsb“之所以是个WindowWithScrollBars对象”的所有特化信息被切除。所以display调用的总是Window::display()。这肯定不是我们想要的!!!
解决方法:
以by reference to const的方式传递w:
void printNameAndDisplay(const Window& w) { 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。
(三)
某些编译器对待“内置类型”和“用户自定义类型”截然不同,纵使两者有相同的底层表述。有些编译器会把一个double变量放进缓存器,但是不会把只含有一个double的class放进缓存器。
窥视c++编译器的底层,你会发现,reference往往以指针实现出来,因此pass-by-reference通常意味着传递的是指针。因此如果你有个对象属于内置类型(例如int)pass by value往往比pass by reference的效率要高些。这个忠告也适用于stl的迭代器和函数对象,因此它们习惯上被设计为pass by value。实践者有责任看看它们是否高效且不受切割问题的影响。
请记住:
(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(slicing problem).;
(2)以上规则并不适合与内置类型,以及STL的迭代器和函数对象。对它们而言,pass-by-value往往比较适合.。