条款22: 尽量用“传引用”而不用“传值”

c语言中，什么都是通过传值来实现的，c++继承了这一传统并将它作为默认方式。除非明确指定，函数的形参总是通过

“实参的拷贝”来初始化的，函数的调用者得到的也是函数返回值的拷贝。

正如我在本书的导言中所指出的，“通过值来传递一个对象”的具体含义是由这个对象的类的拷贝构造函数定义的。这使

得传值成为一种非常昂贵的操作。例如，看下面这个（只是假想的）类的结构：
代码classperson {

public:

person();//为简化，省略参数

//

~person();

...

private:

stringname, address;

};

classstudent:publicperson {

public:

student();//为简化，省略参数

//

~student();

...

private:

stringschoolname, schooladdress;

};

现在定义一个简单的函数returnstudent，它取一个student参数（通过值）然后立即返回它（也通过值）。定义完后，调用这

个函数：

student returnstudent(student s) { return s; }

student plato; // plato（柏拉图）在

// socrates （苏格拉底）门下学习

returnstudent(plato); // 调用returnstudent

这个看起来无关痛痒的函数调用过程，其内部究竟发生了些什么呢？

简单地说就是：首先，调用了student的拷贝构造函数用以将s初始化为plato；然后再次调用student的拷贝构造函数用以将函

数返回值对象初始化为s；接着，s的析构函数被调用；最后，returnstudent返回值对象的析构函数被调用。所以，这个什么

也没做的函数的成本是两个student的拷贝构造函数加上两个student析构函数。

但没完，还有！student对象中有两个string对象，所以每次构造一个student对象时必须也要构造两个string对象。student对象

还是从person对象继承而来的，所以每次构造一个student对象时也必须构造一个person对象。一个person对象内部有另外两

个string对象，所以每个person的构造也必然伴随另两个string的构造。所以，通过值来传递一个student对象最终导致调用了

一个student拷贝构造函数，一个person拷贝构造函数，四个string拷贝构造函数。当student对象被摧毁时，每个构造函数对

应一个析构函数的调用。所以，通过值来传递一个student对象的最终开销是六个构造函数和六个析构函数。因为

returnstudent函数使用了两次传值（一次对参数，一次对返回值），这个函数总共调用了十二个构造函数和十二个析构函

数！

在c++编译器的设计者眼里，这是最糟糕的情况。编译器可以用来消除一些对拷贝构造函数的调用（c++标准——见条款

50—— 描述了具体在哪些条件下编译器可以执行这类的优化工作，条款m20给出了例子）。一些编译器也这样做了。但在不

是所有编译器都普遍这么做的情况下，一定要对通过值来传递对象所造成的开销有所警惕。

为避免这种潜在的昂贵的开销，就不要通过值来传递对象，而要通过引用：

const student& returnstudent(const student& s)

{ return s; }

这会非常高效：没有构造函数或析构函数被调用，因为没有新的对象被创建。

通过引用来传递参数还有另外一个优点：它避免了所谓的“切割问题（slicing problem）”。当一个派生类的对象作为基类

对象被传递时，它（派生类对象）的作为派生类所具有的行为特性会被“切割”掉，从而变成了一个简单的基类对象。这

往往不是你所想要的。例如，假设设计这么一套实现图形窗口系统的类：
classwindow {

public:

stringname()const;//返回窗口名

virtualvoiddisplay()const;//绘制窗口内容

};

classwindowwithscrollbars:publicwindow {

public:

virtualvoiddisplay()const;

};

每个window对象都有一个名字，可以通过name函数得到；每个窗口都可以被显示，着可以通过调用display函数实现。

display声明为virtual意味着一个简单的window基类对象被显示的方式往往和价格昂贵的windowwithscrollbars对象被显示的方

式不同（见条款36，37，m33）。

现在假设写一个函数来打印窗口的名字然后显示这个窗口。下面是一个用错误的方法写出来的函数：

// 一个受“切割问题”困扰的函数

void printnameanddisplay(window w)

{

cout << w.name();

w.display();

}

想象当用一个windowwithscrollbars对象来调用这个函数时将发生什么：

windowwithscrollbars wwsb;

printnameanddisplay(wwsb);

参数w将会作为一个windows对象而被创建（它是通过值来传递的，记得吗？），所有wwsb 所具有的作为

windowwithscrollbars对象的行为特性都被“切割”掉了。printnameanddisplay内部，w的行为就象是一个类window的对象

（因为它本身就是一个window的对象），而不管当初传到函数的对象类型是什么。尤其是，printnameanddisplay内部对

display的调用总是window::display，而不是windowwithscrollbars::display。

解决切割问题的方法是通过引用来传递w：

// 一个不受“切割问题”困扰的函数

void printnameanddisplay(const window& w)

{

cout << w.name();

w.display();

}

现在w的行为就和传到函数的真实类型一致了。为了强调w虽然通过引用传递但在函数内部不能修改，就要采纳条款21的建

议将它声明为const。

传递引用是个很好的做法，但它会导致自身的复杂性，最大的一个问题就是别名问题，这在条款17进行了讨论。另外，更

重要的是，有时不能用引用来传递对象，参见条款23。最后要说的是，引用几乎都是通过指针来实现的，所以通过引用传

递对象实际上是传递指针。因此，如果是一个很小的对象——例如int—— 传值实际上会比传引用更高效。
原文链接: https://www.cnblogs.com/lancidie/archive/2010/10/28/1863424.html

欢迎关注

微信关注下方公众号，第一时间获取干货硬货；公众号内回复【pdf】免费获取数百本计算机经典书籍