C++中对象是通过值传递还是引用传递给函数的？

Question

我来自C#，在那里类实例是通过引用传递的（也就是说，调用函数时传递引用的副本，而不是值的副本）。我想知道在C++中如何实现。在下面的情况中，_poly = poly，它是将poly的值复制到_poly中，还是什么？

#include <vector>
using namespace std;

class polynomial {
    vector<int> _poly;
public:
    void Set(vector<int> poly);
};

void polynomial::Set(vector<int> poly) {
    _poly = poly;                             <----------------
}

- devoured elysium

Answer 1

poly的值将被复制到_poly中，但这样做会多做一份副本。更好的方法是通过const引用传递：

void polynomial::Set(const vector<int>& poly) {
    _poly = poly;                      
}

编辑 我在评论中提到了拷贝并交换技术。另一种实现你所需的方式是

void polynomial::Set(vector<int> poly) { 
    _poly.swap(poly); 
}

这样做的另一个好处是，你可以获得强异常保证，而不仅仅是基本保证。在某些情况下，代码可能会更快，但我认为这只是一个额外的奖励。唯一需要注意的是，由于存在隐式拷贝，此代码可能被称为“较难阅读”。

- rlbond

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从异常安全的角度来看，你也可以使用复制并交换技术，但是作为一个初学者，那是一种高级技巧。 - rlbond

智能编译器将能够在对象未被修改时通过引用传递。 - Georg Schölly

@gs: 但为什么要依赖于那个呢？最好明确注明自己的调用语义。在调试模式下，无关紧要的复制仍然无法避免。 - rlbond

@gs: 真的吗？我不这么认为，要注意函数是否修改传递的对象，编译器必须看到函数的内部。现在，在编译其他编译单元时，只有签名存在，编译器无法知道内部函数对传递的元素做了什么。我不认为编译器可以执行该优化，您能提供一些指针吗？ - David Rodríguez - dribeas

Copy-and-swap（void polynomial::Set(vector<int> poly) { _poly.swap(poly); }）可以避免在上述版本中进行另一次复制，如果参数是临时的话。这通常是我编写代码的方式。 - Todd Gardner

Answer 2

这将浅复制int向量。通常情况下，它会像您预期的那样工作（_poly最终包含与poly相同的值）。

如果有指针（因为它们将按值复制），则可能会看到一些奇怪的行为。

通常情况下，您希望通过const引用传递该参数：

void polynomial::Set( const vector<int>& poly )

在这种情况下，通过const引用传递不会影响结果，并且更有效率，因为它将消除传递到方法中的向量的不必要复制。

- Jesse Vogt

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可能值得一提的是，对于整数而言，浅拷贝和深拷贝是相同的。 - Rob Kennedy

浅拷贝和深拷贝在C++中并不是常用术语。 - anon

@Neil Butterworth，我认为浅拷贝/深拷贝是相当常用的——特别是在类具有指向对象的指针成员时，涉及到赋值运算符的情况下。 - Jesse Vogt

Answer 3

有三种可能性：

按值传递

void someFunction(SomeClass theObject);

传递指针

void someFunction(SomeClass *theObject);

按引用传递

void someFunction(SomeClass &theObject);

- Georg Schölly

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你应该提到指针/引用方法应该尽可能地使用const。对于那些刚接触C++的人来说，常常会忘记加上const，这样我们就无法保证输入值不会被改变了。 - DeusAduro

Answer 4

这将复制整个向量。在C++中，赋值是按值传递的。如果你正在分配一个指针，那么指针的值就被分配了。一旦初始化，引用可能不会被重新分配为指向另一个对象，因此对它们的赋值会改变所引用的对象。

- Fred Larson

Answer 5

向量的复制运算符将复制向量的内容。

- Soo Wei Tan

Answer 6

您的向量将被复制。

实际上正在发生的是，向量的“=”运算符已被重载以执行实际复制操作。

- thom

Answer 7

除非您通过引用分配或传递参数（使用&前缀），否则您是按值传递的。对于类，这意味着使用提供的或隐式生成的（浅层）复制构造函数为类型构造对象的副本。这可能很昂贵 - 通常是不可取的。

在您的示例中，向Set()方法传递向量时会复制一次，再将其分配给_poly成员时会再次复制。

您可以通过引用传递向量来避免第一次复制：

void polynomial::Set(const vector<int>& poly) // passes the original parameter by reference
{
    _poly = poly; // still makes a copy
}

- LBushkin

Answer 8

是的，你指向的那一行正在复制整个向量。此外，由于它不是const，函数调用时也会进行复制。

基本上，如果向量有任何大小，这将非常昂贵。

- Michael Kohne