C++ - 參考，參數指針

Question

關於「我什麼時候使用引用和指針？」有很多問題。他們讓我困惑了一下。我以爲參考資料不會記憶，因爲它只是地址。

現在，我做了一個簡單的Date類，並給他們的代碼審查的社區。他們告訴我不要在下面的例子中使用參考。但爲什麼？
有人告訴我它會分配一個指針分配的相同內存。這與我所學到的相反。

class A{ 
int a; 
public: 
    void setA(const int& b) { a = b; } /* Bad! - But why?*/ 
}; 

class B{ 
int b; 
public: 
    void setB(int c) { b = c; } /* They told me to do this */ 
}; 

那麼我什麼時候在參數中使用引用或指針，何時只是簡單的複製呢？沒有我的例子中的參考，常量是不必要的？

Answer 1

如果您擁有像int或long這樣的輕量級類型，則應使用按值傳遞，因爲使用引用不會產生額外成本。但是，當你通過一些重型，你應該使用參考

Answer 2

它不保證是壞的。但在這個特定情況下，它是不必要的。

在許多（或大多數）上下文中，引用是作爲僞裝指針來實現的。你的例子恰好是這些情況之一。假設函數沒有被內聯，參數b將作爲指針在「引擎蓋下」實現。所以，你真正通過setA在第一個版本中是指針到int，即提供間接訪問您的參數值。在第二個版本中，您立即傳遞int，即提供直接訪問您的參數值。

哪個更好，哪個更差？那麼，在許多情況下，指針的大小比int大，這意味着第一個變體可能會傳遞更大量的數據。這可能被認爲是「不好的」，但是由於兩種數據類型通常都適合硬件字的大小，所以它可能沒有明顯的差別，特別是如果參數在CPU寄存器中傳遞的話。

此外，爲了讀b是變相的指針，你必須取消引用函數內。從性能角度來看，這也是「不好的」。

這些是人們希望通過值傳遞任何小尺寸參數（小於或等於指針大小）的正式原因。對於參數或更大的尺寸，傳遞const引用變成一個更好的主意（假設你沒有明確要求副本）。

然而，在大多數情況下，一個功能簡單很可能會被內聯，這將完全消除兩個變體之間的差別，不管你使用的參數類型。

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const在第二個變體中是不必要的事情是一個不同的故事。 const在第一個變體中有兩個重要用途：

1）它阻止您修改參數值，從而保護實際參數不被修改。如果引用不是const，則可以修改引用參數，從而修改參數。

2）它允許你使用rvalues作爲參數，例如，致電some_obj.setA(5)。沒有那個const這樣的呼叫是不可能的。

在第二個版本中這兩個都不是問題。沒有必要保護修改後的實際參數，因爲參數是該參數的本地副本。不管你對參數做什麼，實際的參數都將保持不變。不管參數是否被聲明爲const，您都可以使用rvalues作爲參數SetA。

因此，人們通常不會對通過值傳遞的參數使用頂級const限定符。但是，如果您確實聲明const，它將阻止您修改函數內的本地b。有些人確實喜歡這樣做，因爲它強制執行適度流行的「不要修改原始參數值」約定，因此有時可能會在參數聲明中看到頂級const限定符。

Answer 3

我同意審查。這裏的原因：

A（const或非const）引用一個簡單的小類型，如int將更加複雜（在指令數量）。這是因爲呼叫代碼必須將參數的地址傳遞到setA，然後在setA內，必須從存儲在b中的地址取消該值。在b是普通的int的情況下，它僅複製該值本身。所以在保存中至少有一個內存引用的步驟。這在大型程序的長運行時間中可能沒有太大的區別，但如果您在任何地方不斷增加一個額外的循環，那麼它會很快加起來明顯變慢。

我看了一下一段代碼了一句這樣的：

class X 
{ 
    vector v; 
    public: 
    ... 
    void find(int& index, int b); 
    .... 
} 

bool X::find(int &index, int b) 
{ 
    while(v[index] != b) 
    { 
     if (index == v.size()-1) 
     { 
      return false; 
     } 
     index++; 
    } 
    return true; 
} 

這段代碼重寫：

bool X::find(int &index, int b) 
{ 
    int i = index; 
    while(v[i] != b) 
    { 
     if (i == v.size()-1) 
     { 
      index = i; 
      return false; 
     } 
     i++; 
    } 
    index = i; 
    return true; 
} 

意味着這個功能從總量的30％去了一些代碼的執行相當多，稱爲find，大約相同測試的執行時間的5％。因爲編譯器將i放在一個寄存器中，並且只有在完成搜索時才更新參考值。

Answer 4

引用是作爲指針來實現的（這不是必需的，但我相信它是普遍真實的）。因爲你只是傳遞一個「int」，所以傳遞指向該int的指針將需要傳遞相同數量的空間（相同或多個寄存器，或相同或更多的堆棧空間，取決於你的架構），所以沒有節省。此外，現在您必須對該指針取消引用，這是一個額外的操作（並且幾乎肯定會導致您進入內存，而根據您的體系結構，您可能不需要對第二個內存執行操作）。

現在，如果你傳遞的比一個int大得多，那麼第一個可能會更好，因爲你只傳遞一個指針。 [注意，有些情況下，即使是非常大的物體，通過價值傳遞仍然是有意義的。無論如何，這些情況通常是當你計劃創建自己的副本時。在這種情況下，最好讓編譯器進行復制，因爲總體方法可能會提高它的優化能力。這些情況非常複雜，我認爲如果你問這個問題，你應該在嘗試解決它們之前更多地學習C++。雖然它們確實有趣的閱讀。]

Answer 5

傳遞基元作爲const引用不會爲您節省任何東西。指針和int使用相同數量的內存。如果你傳遞一個const引用，機器將不得不爲一個指針分配內存並複製指針地址，這與分配和複製整數具有相同的成本。如果Date類使用單個64位整數（或double）來存儲日期，則不需要使用const-reference。但是，如果Data類變得更復雜並存儲其他字段，則通過const-reference傳遞Date對象的成本應低於按值傳遞Date對象的成本。