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详细说明c++函数传参常量引用const T传递和值传递的区别

news 2025/5/1 6:44:02

在 C++ 中，是否使用 const T&（常量引用） 作为函数参数取决于数据类型的大小、复制成本以及使用场景。以下是针对不同数据类型的详细分析：

优先用 const T&
- 适用于：所有非平凡（non-trivial）拷贝的类型（如类对象、容器、字符串等）。
- 目的：避免拷贝开销，同时防止意外修改。
直接传值
- 适用于：内置类型（int/float 等） 或 小型且拷贝成本低的类型（如 std::pair<int,int>）。
- 原因：拷贝成本可能低于间接访问（引用本质是指针解引用）。
特殊情况
- 需要修改参数时：用 非 const 引用（T&） 或 传值 + 移动语义。

推荐直接传值（除非需要修改原对象）：
```
void printInt(int val);          // 直接传值
void increment(int& val);        // 需要修改时用非const引用
```
- 原因：拷贝成本极低（通常一个 CPU 周期），传引用反而可能因指针解引用降低性能。

优先用 const T&：
```
void processVector(const std::vector<int>& vec);
void analyzeString(const std::string& str);
```
- 原因：容器可能包含大量数据，拷贝成本高（如 std::vector 需要分配新内存并复制所有元素）。

规则与 STL 容器相同：
```
class MyClass { /* ... */ };
void useObject(const MyClass& obj);  // 推荐
```
- 例外：如果类是 小型且拷贝成本低（如仅包含几个 int 的 POD 类型），可考虑传值。

语义差异：
- 传指针本身是传值（指针的拷贝成本低），但需注意是否用const修饰指向的数据：
```
void readData(const Data* ptr);  // 不修改指向的数据
void modifyData(Data* ptr);      // 需要修改数据
```
- 如果目的是避免拷贝，优先用 const T& 而非 const T*（更安全，无需检查 nullptr）。

C 风格数组：

实际传递的是指针，需显式传递大小或使用std::span（C++20）：

void processArray(const int* arr, size_t size);  // C风格
void processArray(std::span<const int> arr);     // C++20推荐

Lambda 和 std::function：

如果不需要存储，用const T&；需要存储时用传值 + 移动语义：

void callLambda(const std::function<void()>& func);
void storeLambda(std::function<void()> func);  // 传值 + std::move

语义差异：
- 需要共享所有权时：传 std::shared_ptr<const T>（避免误修改数据）。
- 需要转移所有权时：传 std::unique_ptr<T> 按值（移动语义）。
- 仅观察不拥有时：传 const T& 或原始指针（需明确生命周期）。

非 const 引用（T&）：

void updateConfig(Config& cfg);  // 需要修改原对象

移动语义（T&& 或传值 + std::move）：

void takeOwnership(std::string str);  // 传值后移动
void takeOwnership(std::string&& str); // 直接右值引用

例如std::pair<int,int>、std::array<int, 3>等：

void usePoint(std::pair<int,int> pt);  // 直接传值

通用引用（T&&）配合std::forward：

template <typename T>
void forwardExample(T&& arg) 
{ use(std::forward<T>(arg));  // 完美转发
}