2018-05-30 宁以pass-by-reference-to-const替换pass-by-value

本文摘自Effective C++

缺省情况下C++以by vaule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参的复件为初值，而调用端所获得的亦是函数返回值的一个复件。这些副本由对象的copy构造函数产生，这可能使得pass-by-value成为费时的操作。

class Person{
public:
    Person();
    virtual ~Perosn();
    ...
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vaildateStudent,后者需要一个Student实参(by value)并返回它是否有效：

bool validateStudent(Student s);  //函数以传值方式接受学生
Student plato;    //苏格拉底的学生
bool platoIsOK = validateStudent(plato); //调用函数

无疑的Student的copy构造函数会被调用，以plato为蓝本将s初始化。当validateStudent返回s会被销毁！因此，对此函数来说，参数的传递成本是：“一次Student copy构造函数调用，加上一次Student析构函数调用”.
而且，Student对象内有2个string对象，所以每次构造一个Student对象也就构造2个string对象。此外Student对象继承自Perosn对象，所以每次构造Student对象也必须构造出一个Perosn对象。加上函数调用结束的析构，总体成本是“6次构造函数，和6次析构函数”。

这是正确的行为，毕竟你希望所有的对象能被确实的构造和析构，但是，如果有什么方法能回避所有那些构造和析构的动作就更好了。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。const也是很重要的！原先的validateStudent以by value方式接受一个Student参数，因此调用者知道他们受到保护，函数内绝不会对传入的Student参数做任何改变。validateStudent只能对其副本做修改。现在Student以引用方式传递，将它声明为const是必要的，因为不这样的话调用者会忧虑validateStudent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 对象以by value方式传递并被视为一个base class 对象。base class的copy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。这实在不怎么让人惊讶因为正是base class 构造函数建立了它。但这几乎绝不会是你想要的。假设你在一组classes上工作，用来实现一个图形窗口系统:

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;
};

所有Window对象都带有一个名称，你可以通过name函数获得。所有窗口都可以显示，你可以通过display函数完成它。display是个虚函数，这意味简易的父类 Window对象的显示方式和华丽的WindowWithScrollBars对象的显示方式不同。

现在假设你希望写个函数打印窗口名称，然后显示该窗口。下面是错误的示范：

void printNameAndDIsplay(WIndow w)  //不正确！参数可能被切割
{
    std::cout<

当你调用上面函数并交给他一个WindowWithScrollBars对象，会发生什么呢？

WindowWithScrollBars wwsb;
printNameAndDisplay(wwsb);

参数w会被构造成一个Window对象，他是pass-by-value,而造成wwsb“之所以是个WindowWithScrollBars对象”的所有特化信息都会被切除。在printNameAndDisplay函数内不论传递过来的对象原本是什么类型，参数w就像一个Window对象（因为他的类型是Window）。因此在printNameAndDisplay内调用display调用的总是Window::display,绝不是WindowWithScrollBars::display。
解决方式

void printNameAndDisplay(const Window &w) 
{
    std::cout<

现在传进来什么类型，w就表现 出那种类型。

总结
*尽量以pass-by-reference-to-const替换pass-by-value。前者通常比较高效，并可以避免切割问题。
*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。这些用pass-by-value比较适当.
*绝不要返回pointer或reference指向一个local stack对象，或返回pointer或reference 指向一个local static 对象而有可能需要多个这样的对象。