讀書筆記 effctive c++ Item 20 優先使用按const-引用傳遞（by-reference-to-const）而不是按值傳遞(by value)。本站提示廣大學習愛好者：（讀書筆記 effctive c++ Item 20 優先使用按const-引用傳遞（by-reference-to-const）而不是按值傳遞(by value)）文章只能為提供參考，不一定能成為您想要的結果。以下是讀書筆記 effctive c++ Item 20 優先使用按const-引用傳遞（by-reference-to-const）而不是按值傳遞(by value)正文
默認情況下，C++向函數傳入或者從函數傳出對象都是按值傳遞（pass by value）(從C繼承過來的典型特性)。除非你指定其他方式，函數參數會用實際參數值的拷貝進行初始化，函數調用者會獲得函數返回值的一份拷貝。這些拷貝由對象的拷貝構造函數生成。這使得按值傳遞（pass-by-value）變成一項昂貴的操作。舉個例子，考慮下面的類繼承體系(Item 7)：
1 class Person {
2
3 public:
4
5 Person(); // parameters omitted for simplicity
6
7 virtual ~Person(); // see Item 7 for why this is virtual
8
9 ...
10
11 private:
12
13 std::string name;
14
15 std::string address;
16
17 };
18
19 class Student: public Person {
20
21 public:
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23 Student(); // parameters again omitted
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25 virtual ~Student();
26
27 ...
28
29 private:
30
31 std::string schoolName;
32
33 std::string schoolAddress;
34
35 };
現在考慮下面的代碼，在這裡我們調用了一個函數，validateStudent，這個函數有一個Student參數（按值），返回值表示驗證是否通過：
1 bool validateStudent(Student s); // function taking a Student 2 3 // by value 4 5 Student plato; // Plato studied under Socrates 6 7 bool platoIsOK = validateStudent(plato); // call the function
當函數被調用時會發生什麼？
很清楚，Student拷貝構造函數會被調用，用plato來初始化參數s。同樣很清楚的是，當validateStudent函數返回後s會被銷毀。所以這個函數參數傳遞的開銷是分別調用了構造函數和析構函數。
但這不是所有的開銷。一個Student對象中有兩個string對象，所以每次你構建一個Student對象的時候你必須構造兩個string對象。Student對象繼承自Person對象，所以每次你構建一個Student對象你必須構造一個Person對象。一個Person對象中有兩個額外的string對象，所以每個Person構造函數同樣需要對兩個額外的string進行構造。最後結果是按值傳遞一個Student對象導致對Student拷貝構造函數的一次調用，對Person拷貝構造函數的一次調用，對stirng拷貝構造函數的四次調用。當Student對象的拷貝被釋放時，每個構造函數對應的析構函數要被調用，所以按值傳遞一個Student對象的總開銷是6次構造和6次析構！！
2. 按const引用傳遞會更高效這是正確的並且令人滿意的行為。畢竟，你需要的是所有對象被可靠的初始化和銷毀。並且，如果有一種方法能夠繞過這些構造函數和析構函數就再好不過了。這種方法是存在的，就是：按const引用進行傳遞（pass by reference-to-const）。
1 bool validateStudent(const Student& s);
這種用法更具效率：沒有構造函數或者析構函數被調用，因為沒有新的對象被創建。在修訂後版本的參數聲明中，const是很重要的。validataStudent的原始版本有一個按值傳遞的Studetn參數，調用者會知道對被傳遞進去的Student參數的任何可能的修改都會被屏蔽掉；validateStudent只是在修改它的一份拷貝。現在Student被按照引用進行傳遞，將其聲明為const同樣是必須的，否則調用者就會為傳遞進去的參數是否被修改而擔心。
3. 按const引用傳遞能避免切片問題按引用傳遞參數同樣避免了切片（slicing）問題。當一個派生類對象被當作一個基類對象被傳遞時(按值傳遞),基類的拷貝構造函數會被調用，“使對象的行為看起來像派生類對象“這個特定的特性被“切掉”了。留給你的只剩下一個基類對象，因為是一個基類的構造函數創建了它。這是你永遠不希望看到的。舉個例子，假設你正在一些類上進行工作，這些類實現了圖形化窗口系統：
1 class Window {
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3 public:
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5 ...
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7 std::string name() const; // return name of window
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9 virtual void display() const; // draw window and contents
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11 };
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13 class WindowWithScrollBars: public Window {
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15 public:
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17 ...
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19 virtual void display() const;
20
21 };
所有的窗口對象都有一個名字，你可以通過name函數來獲取它，並且所有的窗口都能被顯示出來，你可以通過觸發display函數來實現。Display函數為虛函數的事實告訴你基類Windows對象的顯示方式同WindowWithScrollBars對象的顯示方式是不同的（Item 34和Item 36）。
現在假設你實現了一個函數，先打印窗口的名字然後讓窗口顯示出來。下面是實現這樣一個函數的錯誤的方式：
1 void printNameAndDisplay(Window w) // incorrect! parameter
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3 { // may be sliced!
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5 std::cout << w.name();
6
7 w.display();
8
9 }
考慮當你使用一個WindowWithScrollBars對象作為參數調用這個函數會發生什麼：
1 WindowWithScrollBars wwsb; 2 3 printNameAndDisplay(wwsb);
參數w將會被構造，它是按值傳遞的，所以w作為一個Window對象，所有讓wwsb看起來像一個WIndowWithScrollBars對象的特定信息都會被切除。在printNameAndDispay內部，w的行為總是會像Window對象一樣（因為他是一個Window類的對象），而不管傳入函數的參數類型是什麼。特別的，在printNameAndDisplay內部對display的調用總是會調用Window::display，永遠不會調用WindowWithScrollBars::display。
解決切片問題的方法是將w按const引用傳遞進去（by reference-to-const）:
1 void printNameAndDisplay(const Window& w) // fine, parameter won’t
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3 { // be sliced
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5 std::cout << w.name();
6
7 w.display();
8
9 }
現在w的行為會和傳入參數的實際類型一致了。
4. 什麼情況下按值傳遞是合理的如果你偷看一下C++編譯器的底層，你將會發現引用是按照指針來進行實現的，所以按引用傳遞一些東西就意味著傳遞一個指針。因此，如果你有一個內建類型的對象（例如int）按值傳遞比按引用傳遞效率更高。對於內建類型來說，當你在按值傳遞和按引用傳遞之間進行選擇時，選擇按值傳遞是合理的。這對於STL中的迭代器和函數對象同樣適用，因為按照慣例，它們被設計成按值傳遞。迭代器和函數對象的設計者有責任留意下面兩個問題：高效的拷貝和不用忍受切片問題。（這是一個規則如何被改變的例子，取決於你使用C++的哪一部分 見 Item 1。）
5. 並不是對象小就應該按值傳遞內建類型占用了很少的內存，所以一些人得出結論：所有這樣的小的類型都是按值傳遞的候選者，即使它們是用戶定義的類型。這個原因是靠不住的。因為一個對象占用內存少並不意味這調用它的拷貝構造函數不昂貴。許多對象——這些對象中的大多數STL容器——僅僅包含一個指針，但是拷貝這些對象會拷貝它們指向的所有東西。這可是非常昂貴的操作。
即使是當小對象的拷貝構造函數的調用開銷很小時，也會有性能問題。一些編譯器對於內建類型和用戶自定義類型有不同的對待方式，即使它們有相同的底層表示(underlying representation）。舉個例子，一些編譯器拒絕將只含有一個double數值的對象放入緩存中，卻很高興的為一個赤裸裸的double這麼做。當這類事情發生的時候，將這些對象按引用傳遞會更好，因為編譯器會將指針（引用的實現）放入緩存中。
另外一個小的用戶自定義類型不是按值傳遞的好的候選者的原因是，作為用戶自定義類型，它們的大小會發生變化。一個類型現在可能很小但是在將來的發布中可能會變的更大，因為它的內部實現可能發生變化。當你切換到一個不同的C++實現時事情也有可能發生變化。舉個例子，標准庫的string類型的一些實現比其他實現大6倍。
一般情況下，你能夠對“按值傳遞是不昂貴的”進行合理假設的唯一類型就是內建類型和STL迭代器以及函數對象。對於其它的任何類型，遵循這個條款的建議，優先使用按const引用傳遞而不是按值傳遞。
6. 總結
