[C++知识库]《Effective C++》学习笔记（条款20：宁以 pass-by-reference-to-const 替换 pass-by-value)

最近开始看《Effective C++》，为了方便以后回顾，特意做了笔记。若本人对书中的知识点理解有误的话，望请指正！！！

通常情况下，C++是以值传递（pass-by-value）的方式传递对象至函数，除非你另外指定，否在函数参数都是以实参的复件为初值，而调用函数返回的对象也是函数返回值的一个复件。这些复件是由对象的拷贝构造函数产出的，这使得值传递的成本很高（费时）。

class Person{
public:
    Person();
    virtual ~Person();  //见条款7为什么使用虚函数
    ....
private:
    string name;
    string address;
};

class Student : public Person{
public:
    Student();
    virtual ~Student();
    ...
private:
    string schoolName;
    string schoolAddress;
};

bool validateStudent(Student s);  			//值传递

int main()
{
    Student stu;
    bool platoOK = validateStudent(stu);	//调用函数
    return 0;
}

当上述代码中的 validateStudent(stu) 函数被调用时，Student 的拷贝构造函数会被调用，以 stu 为参数将 s 初始化；而函数结束后，当 validateStudent() 返回 ,s会被销毁。因此，对函数而言，参数的传递成本时“一次 Student 拷贝构造函数调用，加上一次 Student 析构函数调用”。

但这还不是全部，Student 对象内还有两个 string 对象，所有每次构造一个 Student 对象也就构造了两个 string 对象。此外 Student 继承自 Person ，所以每次构造 Student 对象也必须构造出一个 Person 对象，而 Person 对象中又有两个 string 对象，因此每构造一个Person 对象又需要构造两个 string 对象。因此，以值传递方式传递一个 Student 对象会导致：Student 和 Person 的拷贝构造函数各调用一次， string 的拷贝构造函数调用了四次。当函数结束时，又需要释放 Student对象，每一个构造函数调用都对应了一个析构函数的调用。因此，最终成本是：六次拷贝构造函数和六次析构函数。

我们得保证函数的参数能够安全地初始化和销毁，但同样希望避免这些不必要的开销，那么就得使用常量引用传递(pass-by-reference-to-const)。

bool validateStudent(const Student& s); 

使用引用传递表示在实参本身上进行读写，从而不用进行拷贝复件，那么拷贝构造函数和析构函数的调用也就省略了。若我们不想实参本身被修改，就需要加上 const 关键字，意思是这个实参是只读的。

引用传递传递参数可以避免对象切割问题。当一个函数的传入参数是基类，而你以值传递的方式传入一个派生类，参数初始化调用基类的拷贝构造函数，派生类派生出来的特性全部被“切割”掉了，仅留下一个基类对象。

class Window{  						//定义一个图形操作界面的窗口类
public:
    ...
    std::string name() const;  		//返回当前窗口名称
    virtual void display() const; 	//显示窗口和内容,它是虚函数
};

class WindowWithScrollBar : public Window{
public:
    ...
    virtual void display() const;
};

display() 是虚函数，这就意味着两个类对于这个函数有不同的实现。现在你要实现一个函数：先打印出窗口的名字，然后显示窗口。下面是错误示范:

void printNameAndDisplay(Window w){  //值传递
	std::cout<<w.name();
  	w.display();
}

当你调用上述函数并传给它一个 WindowWithScrollBar 对象，会发生什么呢？

WindowWithScrollBar wwsb;
printNameAndDisplay(wwsb);  //调用的永远是Window::display()

参数 w 会被构造成一个 Window 对象，因为该函数是值传递的，所以导致了 wwsb 之所以是 WindowWithScrollBar 对象的所有特性都被切割掉了。在 printNameAndDisplay() 内不论传递过来的对象原本是什么类型，参数 w 永远只是 Window 对象，因此在函数内调用 display() 调用的总是 Window::display()，绝不会是 WindowWithScrollBar::display()。

解决切割问题的方法就是使用引用传递。传进来的窗口是什么类型，w 就表现为那种类型。

void printNameAndDisplay(const Window& w){  //值传递
	std::cout<<w.name();
  	w.display();
}

在C++编译器的底层，引用是用指针来实现的，即引用传递的本指是指针传递。因此对于内置类型来说，值传递往往比引用传递的效率高。STL中的迭代器和函数对象也适合使用值传递，因为它们是根据值传递效率高的规则来设计的，并且它们不受切割问题的影响。

选择值传递还是引用传递，取决于你使用哪一部分的C++（见条款01）。

选择值传递还是引用传递与类型的大小无关。

Note:

• 尽量以引用传递（若想参数只读，加 const）替换值传递，前者通常比较高效，并可避免切个问题
• 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，对它们而言，值传递更高效

条款21：必须返回对象时，别妄想返回其reference