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

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

核心思想

C++ 默认以 pass-by-value 方式传递对象至函数。这意味着：

• 函数参数是调用时实际实参的副本（通过拷贝构造函数创建）。
• 函数返回的对象也是返回值的副本。

然而，这种方式在处理复杂对象时可能引发性能问题，甚至导致 切割问题 (slicing problem)。因此，建议对非内置类型采用 pass-by-reference-to-const。

优势

1. 避免不必要的拷贝

   • 通过引用传递对象，避免了拷贝构造函数的调用，提升性能。

2. 避免切割问题

   • 切割问题发生在传递一个派生类对象时。如果使用 pass-by-value，只会复制基类部分，导致多态性丢失。pass-by-reference-to-const 则能完整保留对象的类型信息。

3. 可读性与安全性

   • const 限定保证了参数在函数内部不会被修改，增强代码安全性和可读性。

示例代码

// Pass-by-reference-to-const 示例
void printNameAndDisplay(const Window& w) {
    std::cout << w.name();
    w.display();
}

在上例中，通过 const Window& 传递对象，避免了调用 Window 的拷贝构造函数，同时确保 w 在函数中不可修改。

特例：内置类型和小型对象

• 对于 内置类型（如 int, double, char）以及 STL 的迭代器和函数对象，pass-by-value 更适合：
  • 内置类型的拷贝开销很低。
  • 使用引用可能会增加间接访问的成本。

// Pass-by-value 示例
void processValue(int x);           // 推荐
void advanceIterator(std::vector<int>::iterator it); // 推荐

结论

1. 对于非内置类型，优先使用 pass-by-reference-to-const。
2. 对于内置类型和小型对象，优先使用 pass-by-value。
3. 这种策略既能提升代码性能，又能避免潜在问题（如切割问题）。