条款20：宁以pass-by-reference-to-const 替换 pass-by-value

lasnitch 2021-09-02 原文

1、为什么要宁以pass-by-reference-to-const 替换 pass-by-value

`效率方面`

缺省情况下，C++以by value 方式传递对象至（或来自）函数。
除非你另外指定，否则函数参数都是以实际实参的副本为初值，而调用段所获得的亦是函数返回值的一个副本。这些副本都是由对象的copy构造函数产出的，这可能使得pass-by-value 称为昂贵的(费时的)操作。

考虑下述例子：

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;
//传递参数方式一
bool platoIsOK = validateStudent(plato);
//传递参数方式二
bool validateStudent(const Student& s);

以方式一传递参数时，由于C++默认的是by value 的方式，因此，会构造一个Student对象，并且以plato进行初始化。这会导致调用Student的构造函数，而当函数返回时，势必又要调用其析构函数。这只是表面，由于Student继承自Person，因此在创建Student时，势必要调用其基类的构造函数来初始化其基类部分，销毁时也是同样的。而又由于Person 和Student类中又内涵string对象，因此在构建时，又要调用string对象的构造和析构函数。全部算在一起，一共会调用6次析构函数和6次构造函数。这是非常耗时的操作。

而避免上述耗时的方法也非常简单，即以pass-by-value-to-const方式传递参数即可。这样的传递方式不会有任何新的对象被创建，因此也不会调用析构函数和构造函数。

2、第二个原因，避免slicing(对象切割)问题

(1)什么是对象切割问题？

一个函数的形参，接收的是一个基类的对象。但如果调用这个函数时，传递的是一个派生类对象的话，那么形参只会构造这个派生类对象的基类部分作为实参。因此，当在函数内使用这个派生类对象时，它的所有被特化的部分都会表现的是基类的特性。

举栗子：

class Window {
public:
    ...
    string name() const;
    virtual void display() const;
};
class WindowWithScrollBars: public Window {
public:
    ...
    virtual void display() const;
};
void printNameAndDisplay(Window w) //造成对象切割问题
{
    cout << w.name();
    w.display();
}
//解决办法
void printNameAndDisplay(const Window& w)
{
    cout << w.name();
    w.display();
}

(2)解决的方法

参数以pass-by-reference-to-const 方式传递。

3、pass-by-reference-to-const和pass-by-value的区别，及适用场景？

pass-by-reference-to-const 的底层实现是指针，pass-by-reference-to-const方式通常意味着传递的是指针。因此，如果是内置类型的参数，pass-by-value比pass-by-reference-to-const的效率更高一些。同样的，对于STL的迭代器，以及函数对象，pass-by-value比pass-by-reference-to-const的效率更高一些。

因此对于内置类型、STL迭代器、函数对象这三类，使用by value方式传递参数更好。