Effective C++ 学习笔记(十五)
来源:互联网 发布:php 网站框架 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 05:26
缺省情况下C++以by value方式(一个继承自C的方式)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复件(副本)为初值,而调用端所获得的亦是函数返回值的一个复件。
这些复件(副本)系由对象的copy构造函数产出,这可能使pass-by-value成为昂贵(费时的)操作。
class Person{
public:
Person();
virtual ~Person();
private:
std::string name;
std::string address;
};
class Student :public Person{
public:
Student();
~Student();
private:
std::string schoolName;
std::string schoolAddress;
}
现在考虑以下代码,其中调用函数validateStudent,后者需要一个Student实参(by value)并返回他是否有效:
bool validateStudent(Student s); //函数以by value方式接受学生
Student plato; //柏拉图,苏格拉底的学生
bool platoIsOk=validateStudent(plato); //调用函数
无疑地Student的copy构造函数会被调用,以plato为蓝本将s初始化。
同样明显地,当validateStudent返回s会被调用。因此,参数的传递成本是“因此Student copy构造函数调用,加上一次Student析构函数调用”.
Student对象内有两个string对象,所以每次构造一个Student对象也就构造了两个string对象。此外Student对象继承自Person对象,所以每次构造Student对象也就必须
一个person对象。一个person对象又有两个string对象在其中,因此每一次person构造动作又需承担两个sttring构造动作。最终结果是,以by value方式传递一个student
构造出一个Person对象。一个Person对象又有两个string对象在其中,因此每一次Person构造动作又需承担两个string构造动作。
最终结果是,以by value方式传递一个Student对象会导致调用一次Student copy构造函数,一次Person copy构造函数,四次string copy构造函数。
当函数内的那个Student复件被销毁,每一个够着函数调用动作都需要一个对应的析构函数调用动作。
因此,以by value方式传递一个student对象,总体成本是“六次构造函数和六次析构函数”
如果有什么方法可以回避所有那些构造和析构动作就太好了,有的,那就是pass by reference-to-const:
bool validateStudent(const Student& s);
这种传递方式的效率高很多:没有任何构造函数或析构函数被调用,因为没有任何新对象被创建。
修订后的这个参数声明中的const是最重要的原先的validateStudent以by value方式接受一个Student参数,因此调用者知道他们受到保护,
函数内绝不会对传入的Student做任何改变,validateStudent只能够对其复件(副本)做修改。现在Student以by reference方式传递,将它声明为const
是必要的,因为不这样做得话调用者会忧虑validateStudent会不会改变他们传入的那个Student。
以by reference方式传递参数也可以避免slicing(对象切割)问题。当一个derived class对象以by value方式传递并被视为base class 对象,base class
的copy构造函数会被调用,而“造成此对象的行为像个derived class 对象”的那些特化性质全被切割掉了,仅仅留下了一个base class对象。
class Window{
public:
std::string name() const; //返回窗口名称
virtual void display() const; //显示窗口和其内容
};
class WindowWithScrollBars:public Window{
public:
virtual void display() const;
};
所有Window对象都带有一个名称,你可以通过name函数取得它。所有窗口都可以显示,你可以通过display函数完成它。
display是个virtual函数,这意味简易朴素的base class window对象的显示方法和华丽高贵的windowWithScrollBars对象的显示
方法不同
假设你希望写出个函数打印窗口名称,然后显示该窗口。
void printNameDisplay(Window w)
{
std::cout<<w.name();
w.display();
}
当你调用上述函数并交给它一个windowWithScrollBars对象会发生什么事呢?
WindowWithScrollBars wwsb;
printNameAndDisplay(wwsb);
参数w会被构造成为一个Window对象,它是pass by value
而造成wwsb之所以是个windowWithScrollBars对象的所有特化信息都会被切除。
在printNameAndDisplay函数内不论传递过来的对象原来是什么类型,参数w就像一个window对象(因为其类型时window)
因此在printNameAndDisplay内调用display调用的总是Window::display,绝不会是WindowWithScrollBars::display.
解决切割(slicing)问题的办法,就是以by reference-to-const的方法传递w:
void printNameAndDisplay(const Window& w)
{
std::cout<<w.name();
w.display();
}
如果窥视C++编译器的底层,你会发现,reference往往以指针实现出来,因此 pass by reference 通常意味着真正传递的是指针。
因此如果你有内置类型(如int)pass by value往往比pass by reference的效率高些
一般而言,你可以合理假设"pass -by-value并不昂贵"的唯一对象就是内置类型和STL的迭代器和函数对象。至于其他任何东西都请遵守本条款的忠告,
尽量以pass-by-reference-to-const 替换pass-by-value.
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