C++ 基本类型（Primitive Type) 的（const reference type) 参数有何用处？

来源：互联网发布：男发型设计软件编辑：程序博客网时间：2024/05/22 15:32

C++ 语言的复杂是众所周知的，其中const 和 reference 的语意十分复杂。其中原因，我认为很多来自于C++创始人对于“用户定义类”作为“一等公民”地位的痴迷。

他认为因该把用户定义类当作原始类同等对待。的确，他的目的从语法上来说部分达到了，但是它所衍生的复杂语意，以及编译添加的程序（compiler-instrumented-code),经常使即使经验老到的程序员混淆。

下面我就一个常见的问题作一番研讨：

我们知道，C++ 的const reference 参数对于函数的“非基本类”参数传递很有用，比如下面例子：

// simple class todemonstrate thepoint

class X

{

private:

　int_x;

public:

　int getX () const { return _x; }

　 void setX(int x) { _x = x; }

}

// simple X usage

void Foo(const X &x)

{

x.getX(); // OK, no side effect

x.setX(1); // Compile Error: const cannot be changed

}

虽然也可用非const 传递，比如

void Bar(X &x)

{

x.getX(); // OK, noside effect

x.setX(1); // OK,: can be changed

}

但是从程序的“寓意”上来说，Foo 不因该引入副作用（side effect), 即通过x 来改变x代表的原值。

而Bar的“寓意”因该是有副作用的，否则就不应该用X& x 而是应该用 const X &.

对于UDT (用户定义的类）来说，上面例子说明下面4点：

1）const reference 和 reference 在 runtime （运行时）语意是一样的，一般没有性能上的区别（特殊情况下，const 导致临时object，会有影响）。

2）const reference 和 reference 在编译时的语法不一样，前者不许副作用，后者是为了有副作用而设置。

3）const reference 比 reference 的范围狭窄些，是一个很好的“安全”保证，即保证你不会“无意”中修改原值。

4）const reference 的应用相比于直接“传值”（passing by value）来说，因为没有 copy 的语意，一般来说性能要好些。

对于原始类来说，上述区别还有意义吗？比如说

void AddXConst(const int & x) 有没有意义呢？

首先，我们知道 void AddXRef(int& x) 是有意义的，它可以改变原值，比如：

void AddX(int x)

{

ｘ = x +１００；// local change, x referenced value not changed

}

void AddXRef(int& x)

{

ｘ = x +１００；// x referenced value changed

}

void AddXConst(const int&x)

{

ｘ = x +１００；// error: cannot change x

int y = x+ 100; // ok

}

．．．

ｉｎｔ　ｘ　＝１００；

AddX(x);

ｐｒｉｎｔｆ（＂％ｄ＂，ｘ）；　／／１００

AddXRef（ｘ）；

ｐｒｉｎｔｆ（＂％ｄ＂，ｘ）；　　／／２００

但是　void AddXConst（const int & x）有用吗？我们知道，在 AddXConst里，ｘ是不能改变的 (编译出错)，从寓意上来说，AddXConst应该和AddX完全一样。从性能上来说，因为AddX是传值的，AddXConst是传参考的（passingby reference），所以我的测试结果显示AddX的性能对于简单的运算来说因该是高出AddXConst的５％～３０％。

那么，AddXConst这样的用primitiveconst reference type 参数的函数是不是画蛇添足，毫无用处呢？

一般来讲是的！

在罕见的情况下，AddXConst也是有用的：请记住const reference 的 runtime 语意，和 reference 没有区别，所以如果你想改原值，而又不得不接受const时，还是可以考虑的。比如下面“荒唐”的例子，当月亮变红时，我们改变原值：

int changeWhenRedMoon(const int& pi1, const int & pi2)

{

// Rare condition

if(redMoon)

{

const_cast<int&>(pi1)++;

}

// Normal condition

return pi1 + pi2;

}

只是这种应用的机会很少，而且多半有“异味”，是设计有问题的前兆。

2014-8-17 美国西雅图（作者曾是微软总部13年的高级开发工程师）

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