按值传递引用参数

Question

考虑这个简单的程序：

vector<int> foo = {0, 42, 0, 42, 0, 42};
replace(begin(foo), end(foo), foo.front(), 13);

for(const auto& i : foo) cout << i << '\t';

当我写这段代码的时候，我预期的输出结果是:

13 42 13 42 13 42

但实际上输出结果是:

13 42 0 42 0 42

问题在于， replace 函数传入的最后两个参数是引用。因此如果它们中的任意一个处于被操作的范围内，结果可能会出乎意料。我可以通过添加一个临时变量来解决这个问题:

vector<int> foo = {0, 42, 0, 42, 0, 42};
const auto temp = foo.front();
replace(begin(foo), end(foo), temp, 13);

for(const auto& i : foo) cout << i << '\t';

我知道C++11给我们提供了各种类型工具，但我想知道是否可能将该值强制转换为非引用类型并在内联时传递，而不创建临时对象？

- Jonathan Mee

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虽然不是解决方案/答案，但你可以编写 replace(begin(foo), end(foo), int(foo.front()), 13); 这段代码，可以使用对象的复制构造函数进行模板化。我觉得你需要使用某种类型的副本。 - thorsan

@thorsan，实际上，这是一个（有点狡猾的）解决方案，所以你也应该发布它。 - awesoon

@thorsan，这不是我想要的答案，但当我仔细看它时，我越来越喜欢它。我认为你可以提出一个可靠的方案，这将是最好和最简单的方法。如果你把它写成答案，我至少会点赞给你。 - Jonathan Mee

你能以某种方式移动输入吗？毕竟你已经在覆盖它了。 - thorsan

@thorsan 不，我在这种情况下简化了它，以便将其转换为最小完整可验证示例。 我正在研究的情况可能来自范围内的任何地方，我不知道具体位置。 - Jonathan Mee

对，你甚至连第一个都不能移动，它找不到。 - thorsan

Answer 1

一个解决方案可能如下（即使它只是临时的）

template<class T>
void replace_value_of_first(std::vector<T>& v, const T& value)
{
    std::replace(v.begin(), v.end(), T(v.front()), value);
}

- thorsan

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正在这里讨论，但是static_cast在这里提供了一些额外的保护。虽然没有它也是一个不错的解决方案。 - Jonathan Mee

嗯...我已经更新了相关问题的链接来表达问题，但在Visual Studio 2015上无法工作。 - Jonathan Mee

对于Visual Studio用户，您可以获得C++11兼容性，因此支持此功能而无需修改单个项目：https://dev59.com/9Jjga4cB1Zd3GeqPH0as。但是，即使这是标准兼容的，在没有链接步骤的情况下，Visual Studio 2015也不会正确地运行。 - Jonathan Mee

Answer 2

您可以编写一个简单的函数，它接受一个引用并返回一个值。这将“转换”引用为值。这确实会生成一个临时对象，但它是未命名的，并将在完整表达式结束时被销毁。例如：

template<typename T>
T value(const T& ref)
{
    return ref;
}

然后你可以像这样使用它

int main()                                                   
{                                                            
    vector<int> foo = {0, 42, 0, 42, 0, 42};
    replace(begin(foo), end(foo), value(foo.front()), 13);

    for(const auto& i : foo) cout << i << '\t';                                      
}

输出：

13  42  13  42  13  42

Live Example

- NathanOliver

Answer 3

你可以将给定的值转换为rvalue以实现所需效果。下面的示例可行，无需定义任何额外的函数，只需将零添加到该值即可。

vector<int> foo = {0, 42, 0, 42, 0, 42};
replace(begin(foo), end(foo), foo.front()+0, 13);

for(const auto& i : foo) cout << i << '\t';

甚至可以（正如Jarod42所建议的那样）仅使用一元操作符+，它是一个无操作符：

vector<int> foo = {0, 42, 0, 42, 0, 42};
replace(begin(foo), end(foo), +foo.front(), 13);

for(const auto& i : foo) cout << i << '\t';

显然，这两种方法仍然会创建临时文件。我认为你无法避免这个问题。

- Smeeheey

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甚至可以用+foo.front()。 - Jarod42

顺便提一句，你的解决方案并不适用于任何“T”（例如“std::string”）的一般情况。 - Jarod42

@JonathanMee：它是一个无操作，不改变值（即使为负）。它相当于他的 +0。 - Jarod42

@JonathanMee 这实际上相当于 +0，因为 +int() 的意思就是零。 - W.F.

@max66 是的，通常使用T()更有意义，因为它具有通用兼容性，然而Visual Studio 2015默认不支持。所以在这种情况下，一元加运算符可能是最好的选择。 - Jonathan Mee

Answer 4

在这种特殊情况下（当旧值是向量的第一个元素时），您可以使用rbegin()和rend()反转替换顺序。

一般来说，我不知道是否有简单的方法，在不进行复制的情况下实现。

int main ()
 {
   std::vector<int> foo = {0, 42, 0, 42, 0, 42};
   std::replace(foo.rbegin(), foo.rend(), foo.front(), 13);

   for(const auto & i : foo)
      std::cout << i << '\t';

   std::cout << std::endl;

   return 0;
 }

p.s.: 对不起，我的英语不好。

- max66

Answer 5

为了更加明确，您可以使用int()作为构造函数创建一个临时变量：

replace(begin(foo), end(foo), int(foo.front()), 13);

不是添加一个值。请参见演示。

- kwarnke

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你来晚了一点：https://dev59.com/iFoT5IYBdhLWcg3w-DO6#37967761 但是那个和这个都是最好的解决方案。 - Jonathan Mee

Answer 6

适用于任何类型而不仅仅是数字的一行代码：

replace(begin(foo), end(foo), make_pair(foo.front(),0).first, 13);

或者不创建额外的字段：

replace(begin(foo), end(foo), get<0>( make_tuple(foo.front()) ), 13);

- Slava

Answer 7

vector<int> foo = {0, 42, 0, 42, 0, 42};
replace(begin(foo), end(foo), static_cast<int>(foo.front()), 13);
assert(equal(begin(foo), end(foo), begin({13, 42, 13, 42, 13, 42})));

- Glenn Downing

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哈哈：https://dev59.com/45jga4cB1Zd3GeqPHkPb?lq=1 结果在 Visual Studio 2015 上无法正常工作。 - Jonathan Mee