Effective C++ 学习笔记（15）

尽量使用“传引用”而不是“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。

　　“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：

　　

class Person
{
public:
  Person();
  ~Person();

  ...

private:
  string name, address;
};

class Student:public Person
{
public:
  Student();
  ~Student();

  ...
private:
  string schoolName, schoolAddress;
};

Student returnStudent(Student s)
{
  return s;
}

Student plato;

returnStudent(plato);

　　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！

　　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：

　　

class Window 
{
public:
  string name() const; // 返回窗口名
  virtual void display() const; // 绘制窗口内容
};
class WindowWithScrollBars: public Window 
{
public:
  virtual void display() 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。