在c++中,是通过值传递更好,还是通过引用到const传递更好?

我不知道哪种做法更好。我意识到,通过引用传递到const应该在程序中提供更好的性能,因为您没有对变量进行复制。


听起来你得到答案了。传递值是昂贵的,但是如果需要的话,可以给您提供一个副本。


这取决于类型。这样就增加了必须进行引用和取消引用的小开销。对于大小等于或小于使用默认复制ctor的指针的类型,按值传递可能会更快。


对于所有类型,除了内置类型(char, int, double等),迭代器和函数对象(lambdas,从std::*_function派生的类),通常推荐使用const ref。

在move语义出现之前尤其如此。原因很简单:如果通过值传递,则必须创建对象的副本,并且除了非常小的对象外,这总是比传递引用更昂贵。

在c++ 11中,我们获得了move语义。简而言之,move语义允许在某些情况下,对象可以“按值”传递,而无需复制它。特别是当你传递的对象是右值的时候。

就其本身而言,移动对象的代价至少与通过引用传递相同。然而,在许多情况下,函数无论如何都会在内部复制一个对象——即它将获得参数的所有权

在这些情况下,我们有以下(简化的)权衡:

我们可以通过引用传递对象,然后在内部复制。 我们可以按值传递对象。

“按值传递”仍然会导致对象被复制,除非该对象是右值。在右值的情况下,对象可以被移动,因此第二种情况突然不再是“复制,然后移动”,而是“移动,然后(可能)再次移动”。

对于实现了适当的move构造函数的大型对象(如向量、字符串……),第二种情况比第一种情况效率高得多。因此,如果函数拥有参数的所有权,并且对象类型支持有效移动,建议使用按值传递。


历史笔记:

事实上,任何现代编译器都应该能够计算出什么时候传递值是昂贵的,并在可能的情况下隐式地将调用转换为使用const ref。

理论上是这样。在实践中,编译器不能总是在不破坏函数的二进制接口的情况下更改此值。在一些特殊的情况下(当函数是内联的),如果编译器能够判断出原始对象不会通过函数中的操作被改变,副本实际上会被省略。

但一般来说,编译器不能确定这一点,而c++中move语义的出现使这种优化变得不那么重要。


例如,在Scott Meyers的《Effective c++》中。

2对于对象构造函数来说尤其如此,它可以接受参数并将它们存储在内部,作为构造对象状态的一部分。


作为一个规则,通过const引用传递更好。 但是如果你需要在本地修改你的函数参数,你最好使用按值传递。 对于一些基本类型,通过值传递和通过引用传递的性能通常是相同的。实际上,内部引用是由指针表示的,这就是为什么你可以期望,例如,对于指针来说,两个传递在性能方面是相同的,甚至通过值传递可以更快,因为不必要的解引用。


正如已经指出的,这取决于类型。对于内置数据类型,最好按值传递。即使是一些非常小的结构,比如一对int型,通过传递值也可以执行得更好。

这里有一个例子,假设你有一个整数值,你想把它传递给另一个例程。如果该值已优化为存储在寄存器中,那么如果要将其传递为引用,则必须首先将其存储在内存中,然后将指向该内存的指针放置在堆栈中以执行调用。如果是按值传递,所需要的只是将寄存器推入堆栈。(与给定不同的调用系统和cpu相比,细节要复杂一些)。

如果你在做模板编程,你通常被迫总是通过const ref传递,因为你不知道传递的类型。通过值传递错误值的惩罚要比通过const ref传递内置类型的惩罚严重得多。


根据经验,value用于非类类型,const引用用于类。 如果一个类非常小,最好是通过值传递,但区别很小。你真正想要避免的是按值传递一些巨大的类,并将其全部复制——如果你传递的是一个std::vector,其中包含相当多的元素,这将产生巨大的差异。


编辑:戴夫·亚伯拉罕斯关于cpp-next的新文章:想要速度?按值传递。


对于复制容易的结构体,通过值传递还有一个额外的好处,即编译器可能假定对象没有别名(不是相同的对象)。使用引用传递,编译器不能总是这样假设。简单的例子:

foo * f;

void bar(foo g) {
    g.i = 10;
    f->i = 2;
    g.i += 5;
}

编译器可以将其优化为

g.i = 15;
f->i = 2;

因为它知道f和g不在同一个位置。如果g是一个引用(foo &),编译器不可能假设。因为g.i可以用f->i作为别名,所以它的值必须是7。因此编译器必须从内存中重新获取g.i的新值。

对于更实用的规则,可以在Move Constructors文章(强烈推荐阅读)中找到一组很好的规则。

如果函数打算将实参作为副作用更改,则通过非const引用获取它。 如果函数没有修改其实参,且实参为基本类型,则按值获取它。 否则通过const引用获取,以下情况除外 如果函数无论如何都需要复制const引用,则按值获取。

"Primitive" above means basically small data types that are a few bytes long and aren't polymorphic (iterators, function objects, etc...) or expensive to copy. In that paper, there is one other rule. The idea is that sometimes one wants to make a copy (in case the argument can't be modified), and sometimes one doesn't want (in case one wants to use the argument itself in the function if the argument was a temporary anyway, for example). The paper explains in detail how that can be done. In C++1x that technique can be used natively with language support. Until then, i would go with the above rules.

示例:要使字符串大写并返回大写版本,应该始终通过value传递:无论如何都必须获取它的副本(不能直接更改const引用)-所以最好让它对调用者尽可能透明,并尽早复制,以便调用者尽可能优化-如论文中所述:

my::string uppercase(my::string s) { /* change s and return it */ }

然而,如果你不需要改变形参,可以引用const:

bool all_uppercase(my::string const& s) { 
    /* check to see whether any character is uppercase */
}

但是,如果形参的目的是向实参中写入内容,则通过非const引用传递

bool try_parse(T text, my::string &out) {
    /* try to parse, write result into out */
}

为小类型传递值。

但是,在c++ 11中,如果您要使用数据,则通过值传递,因为您可以利用move语义。例如:

class Person {
 public:
  Person(std::string name) : name_(std::move(name)) {}
 private:
  std::string name_;
};

现在调用代码会做:

Person p(std::string("Albert"));

并且只会创建一个对象,并直接移动到类Person中的成员name_中。如果传递const引用,则必须创建一个副本以将其放入name_中。


简单的区别:-在函数中,我们有输入和输出参数,所以如果你传递的输入和输出参数相同,那么使用引用调用,否则,如果输入和输出参数不同,那么最好使用值调用。

示例无效金额(int账户,int存款,int总数)

输入参数:账户、存款 输出参数:total

输入和输出是不同的使用值调用

无效金额(int total, int deposit)

投入总保证金 输出总


这是我在设计非模板函数的接口时通常采用的方法:

Pass by value if the function does not want to modify the parameter and the value is cheap to copy (int, double, float, char, bool, etc... Notice that std::string, std::vector, and the rest of the containers in the standard library are NOT) Pass by const pointer if the value is expensive to copy and the function does not want to modify the value pointed to and NULL is a value that the function handles. Pass by non-const pointer if the value is expensive to copy and the function wants to modify the value pointed to and NULL is a value that the function handles. Pass by const reference when the value is expensive to copy and the function does not want to modify the value referred to and NULL would not be a valid value if a pointer was used instead. Pass by non-const reference when the value is expensive to copy and the function wants to modify the value referred to and NULL would not be a valid value if a pointer was used instead.


通过引用传递比通过值传递更好。我在Leetcode上解lcs问题。它显示了TLE的传递值,但接受代码的传递引用。我花了30分钟才弄明白。