按引用传递然后复制和按值传递在功能上是不是不同？

Posted 2023-02-25

【中文标题】按引用传递然后复制和按值传递在功能上是不是不同？

【英文标题】：Is passing by reference then copying and passing by value functionally different?按引用传递然后复制和按值传递在功能上是否不同？

【发布时间】：2015-06-07 23:04:30

【问题描述】：

在功能上有区别吗：

void foo(const Bar& bar) 
  Bar bar_copy(bar);
  // Do stuff with bar_copy

和

void foo(Bar bar) 
  // Do stuff with bar

【问题讨论】：

我猜你的意思是Bar bar_copy(bar);?

我一直在使用它来声明采用不完整类型的函数（通过引用），其定义稍后包含在 .cpp 文件中。

@LogicStuff 你用的是上面那个？为什么你不能用底部的那个来做呢？

@wrhall 因为函数声明中的参数如果不是通过引用或指针传递，则必须是完整类型。

@wrhall - 编译器需要知道如何构造（当然还有分配）Bar，因为它在函数调用之前被放入堆栈。调用者需要知道对象的大小。所以它必须完全指定。引用和指针仅作为具有已知大小（即sizeof(void*)）的指针（通常）传递，因此您无需知道您拥有的大小对象，直到您在函数内部。

【参考方案1】：

是的，有一个很有价值的区别。

void foo(Bar bar) 可以复制构造或移动构造bar，具体取决于调用上下文。

当一个临时值被传递给foo(Bar bar) 时，你的编译器可能能够直接在bar 预期的位置构造那个临时值。给模板男孩的帽子提示。

您的函数void foo(const Bar& bar) 始终执行复制。

您的函数void foo(Bar bar)可能执行复制或移动，也可能两者都不执行。

【讨论】：

您也错过了优化机会，因为当参数的初始化器是临时的时，复制或移动可以完全省略。

【参考方案2】：

是的，有区别。虽然最明显的是函数的类型发生了变化（因此函数指针的类型也发生了变化），但也有一些不太明显的含义：

可移动构造但不可复制构造Bar

例如，假设对foo 的以下调用：

foo(Bar());

对于第一个版本，这将通过对const bar 的引用传递，然后使用复制构造函数进行复制。对于第二个版本，编译器将首先尝试移动构造函数。

这意味着，只有第二个版本可以由只能移动构造的类型调用，例如std::unique_ptr。 In fact, the manually forced copy will not even allow compilation of the function.

显然，这可以通过增加一点复杂性来缓解：

void foo(Bar&& bar) 
    // Do something with bar.
    // As it is an rvalue-reference, you need not copy it.


void foo(Bar const& bar) 
    Bar bar_copy(bar);
    foo(std::move(bar_copy));

访问说明符

有趣的是，还有另一个区别：检查访问权限的上下文。

考虑以下Bar：

class Bar

    Bar(Bar const&) = default;
    Bar(Bar&&) = default;

public:
    Bar() = default;

    friend int main();
;

现在，reference-and-copy 版本会报错，而 parameter-as-value 版本不会报错：

void fooA(const Bar& bar)

    //Bar bar_copy(bar); // error: 'constexpr Bar::Bar(const Bar&)' is private


void fooB(Bar bar)   // OK

由于我们已将main 声明为朋友，因此以下调用is allowed（请注意，如果实际调用是在Bar 的static 成员函数中进行的，则不需要朋友） ：

int main()

    fooB(Bar()); // OK: Main is friend

呼叫现场Bar 的完整性

正如在 cmets 中所观察到的，如果您希望 Bar 在调用站点上是一个不完整的类型，可以使用传递引用版本，就像这样不需要调用站点能够分配Bar 类型的对象。

复制省略的副作用

C++11 12.8/31：

当满足某些条件时，允许实现省略类的复制/移动构造 对象，即使对象的复制/移动构造函数和/或析构函数有副作用。在这种情况下， 该实现将省略的复制/移动操作的源和目标视为简单的两个不同 引用同一对象的方式 [...]

[...] 何时复制/移动尚未绑定到引用 (12.2) 的临时类对象 对于具有相同 cv-unqualified 类型的类对象，可以通过以下方式省略复制/移动操作 将临时对象直接构造到省略的复制/移动的目标中 [...]

显然，只有按值调用的版本符合这个标准——在通过引用传递之后，参数毕竟绑定到一个引用。 Beyond an observable difference，这也意味着失去了优化机会。

【参考方案3】：

有一些不同。

void foo(const Bar& bar) 
  Bar bar_copy(bar);
  // Do stuff with bar_copy

不允许避免复制，即使bar 是临时的，也不允许移动bar。

【讨论】：

如果您只能按值传递，这是否会使情况变得更糟[即对问题的评论说他们使用按引用传递，然后复制采用不完整类型的函数，他们大概不能在传值版本中使用]？

@wrhall：如果按值传递，则允许 bar 和 bar 的移动构造。

对——所以在你可以按值传递的情况下，你可能应该，对吧？还是有理由不这样做？

如评论中所述，用于前向声明。对于“简单”，首选方法是在其他更频繁的情况下通过 const 引用传递。