何时在函数参数中使用const和const引用？

Question

在编写一个C++函数，必须传递参数时，据我所知，如果可以保证对象不会被更改，则应始终使用const，或者如果指针不会被更改，则应使用const指针。

还有哪些情况下建议使用这种做法？

什么时候会使用常量引用，相对于直接通过指针传递它的优点是什么？

那么这个void MyObject::Somefunc(const std::string& mystring)中的const string有什么意义，因为字符串实际上已经是一个不可变对象了？

- Tony The Lion

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可能是如何在C++中将对象传递给函数？的重复问题。 - sbi

原因1：字符串不是不可变的。原因2：能够传递字符串字面值、C-字符串或右值。如果你采用普通引用，就不会应用任何转换，也无法将临时对象作为参数传递。 - Armen Tsirunyan

Answer 1

很不幸，询问是否添加const是一个错误的问题。

将非const引用与传递非const指针进行比较

void modifies(T &param);
void modifies(T *param);

这个问题主要涉及样式：你想让调用看起来像call(obj)还是call(&obj)？然而，在两个点上，差异很重要。如果要传递null，则必须使用指针。如果要重载运算符，则不能使用指针。

将const引用与按值传递进行比较

void doesnt_modify(T const &param);
void doesnt_modify(T param);

这是一个有趣的案例。经验法则是，“易于复制”的类型通过值传递——这些通常是小型类型（但不总是）——而其他类型通过const引用传递。然而，如果您需要在函数内部进行复制，则应该通过值传递（应该传递值）。（是的，这暴露了一些实现细节。这就是C++。）

比较const指针和非修改加法重载

void optional(T const *param=0);
// vs
void optional();
void optional(T const &param); // or optional(T param)

这与上述不修改的情况有关，只是传递参数是可选的。在所有三种情况中，这里的差异最小，因此选择最方便的方式。当然，非const指针的默认值由您决定。

按值const是实现细节

void f(T);
void f(T const);

这些声明实际上是完全相同的函数！ 当按值传递时，const只是一个实现细节。 试一下：

void f(int);
void f(int const) {/*implements above function, not an overload*/}

typedef void C(int const);
typedef void NC(int);
NC *nc = &f;  // nc is a function pointer
C *c = nc;  // C and NC are identical types

- Roger Pate

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如果你想传递NULL并仍然使用引用，请查看“Null Object Pattern”（空对象模式）。 - Björn Pollex

void test(int i)不等同于void test(int const i)，因为后者不允许修改i的值。 - Duke

Answer 2

一般规则是，尽可能使用const，只有在必要时才省略它。使用const可以使编译器进行优化，并帮助同事理解代码的预期用途（同时编译器也会捕获可能的误用）。

至于你的例子，在C++中字符串不是不可变的。如果将一个非const引用传递给函数，则函数可能会修改它。C++没有内置的不可变性概念，您只能使用封装和const来模拟它（尽管这永远不会是绝对可靠的）。

经过思考@Eamons的评论并阅读一些资料，我同意优化不是使用const的主要原因。主要原因是要编写正确的代码。

- Björn Pollex

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我认为编译器实际上无法根据const注释来优化任何内容 - const并不意味着不可变性，仅仅表示在此范围内没有更改的意图。 - Eamon Nerbonne

+1 提醒字符串不是不可变的，这非常重要！ - Eamon Nerbonne

@Eamon：阅读此文了解有关从“const”进行优化的一些利弊。链接 - Björn Pollex

Answer 3

这些问题基于一些错误的假设，所以并不真正有意义。

std::string 并没有模拟不可变的字符串值。它模拟可变值。

不存在所谓的“const引用”。只有对const对象的引用。这种区别微妙但很重要。

函数参数的顶层const只对函数实现有意义，而不是对纯声明有意义（在这种情况下编译器会忽略它）。它不会告诉调用者任何信息。它只是对实现的限制。例如，int const作为函数的纯声明中的参数类型几乎没有意义。然而，std::string const& 中的const并不是顶层的。

通过引用传递const避免了数据的低效复制。通常，对于将数据传递到函数中的参数，您可以通过值传递小项（例如int），并通过引用传递较大的项以进行const修饰。在机器代码中，对const的引用可能被优化掉，也可能被实现为指针。例如，在32位Windows中，int是4个字节，指针也是4个字节。因此，参数类型int const&不会减少数据复制，但是可能会使用简单的编译器引入额外的间接引用，这意味着轻微的效率低下--因此需要区分大小。

祝好！

- Cheers and hth. - Alf

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人们经常使用“常量引用”的术语，意思是“指向常量对象的引用”...我会说前者 - 鉴于它没有其他可能的含义或解释 - 是讨论后者的一种非正式方式，而不是存在微小区别的两个事物；-)。 - Tony Delroy

你可以将非 const 对象绑定到一个 const 引用上。这里的 const 特性是引用本身的特性，而不是对象的特性。 - Björn Pollex

@Tony：这里准确术语的问题非常真实。 "const指针"与"指向const的指针"非常不同（即使一些Microsoft程序员不理解）。而且在MSVC中，“T＆const”（“const引用”）会导致编译器惊叹“时代错误：忽略引用上的限定符”，因此虽然对某些人来说这是不可想象的，但在某个时候，这个编译器显然接受了这种方式，因此我认为区分它们非常重要。干杯！ - Cheers and hth. - Alf

@Alf：假设您有一个函数，它将引用传递给一个const对象作为参数。现在，您使用非“const”对象作为参数调用该函数。这会使对象成为“const”吗？不是的。引用使它在函数中显示为const，但对象本身并不是const。我不是C++标准和定义方面的专家，我只是觉得您的术语有点误导。 - Björn Pollex

@Alf：非常正确，但最终我要直截了当地说，我认为你在这个问题上投射了自己的观点，而不是代表C++专家社区的共识或最佳实践 - 更多的是你希望他们如何使用这个术语而不是他们实际使用的方式 - 但是如果你告诉我这些印象是错误的，那么我会接受... 我并不会购买每一本新的C++书籍，也不会参加现在的comp.lang.c++.moderated等会议。 - Tony Delroy

Answer 4

const引用相对于const指针的主要优势在于：明确参数是必需的，且不能为NULL。反之，如果我看到一个const指针，我会立即假设它不是引用的原因是参数可能为空。

- Adesit