c++ template-3_c++ 模板传字符串-优快云博客

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第 7 章按值传递还是按引用传递

从一开始，C++就提供了按值传递（call-by-value）和按引用传递（call-by-reference）两种参数传递方式，但是具体该怎么选择，有时并不容易确定：通常对复杂类型用按引用传递的成本更低，但是也更复杂。C++11 又引入了移动语义（move semantics），也就是说又多了一种按引用传递的方式：
1. X const &（const 左值引用）
参数引用了被传递的对象，并且参数不能被更改。
2. X &（非 const 左值引用）
参数引用了被传递的对象，但是参数可以被更改。
3. X &&（右值引用）
参数通过移动语义引用了被传递的对象，并且参数值可以被更改或者被“窃取”。仅仅对已知的具体类型，决定参数的方式就已经很复杂了。在参数类型未知的模板中，就更难选择合适的传递方式了。
不过在 1.6.1 节中，我们曾经建议在函数模板中应该优先使用按值传递，除非遇到以下情况：对象不允许被 copy。

参数被用于返回数据。
参数以及其所有属性需要被模板转发到别的地方。
可以获得明显的性能提升。

本章将讨论模板中传递参数的几种方式，并将证明为何应该优先使用按值传递，也列举了不该使用按值传递的情况。同时讨论了在处理字符串常量和裸指针时遇到的问题。在阅读本章的过程中，最好先够熟悉下附录 B 中和数值分类有关的一些术语（lvalue，rvalue，prvalue，xvalue）。

7.1 按值传递

当按值传递参数时，原则上所有的参数都会被拷贝。因此每一个参数都会是被传递实参的一份拷贝。对于 class 的对象，参数会通过 class 的拷贝构造函数来做初始化。调用拷贝构造函数的成本可能很高。

但是有多种方法可以避免按值传递的高昂成本：事实上编译器可以通过移动语义（move semantics）来优化掉对象的拷贝，这样即使是对复杂类型的拷贝，其成本也不会很高。
比如下面这个简单的按值传递参数的函数模板：

#include <utility>
#include <string>
#include <iostream>
#include <type_traits>

template<typename T>
void printV(T arg) {


}

int main() {
  std::string returnString();
  std::string s = "hi";
  printV(s); //copy constructor
  printV(std::string("hi")); //copying usually optimized away (if not,move constructor)
  printV(returnString()); // copying usually optimized away (if not, moveconstructor)
  printV(std::move(s)); // move constructor
  return 0;
}

在第一次调用中，被传递的参数是左值（lvalue），因此拷贝构造函数会被调用。

但是在第二和第三次调用中，被传递的参数是纯右值（prvalue，pure right value，临时对象或者某个函数的返回值，参见附录 B），此时编译器会优化参数传递，使得拷贝构造函数不会被调用。从 C++17 开始，C++标准要求这一优化方案必须被实现。在 C++17 之前，如果编译器没有优化掉这一类拷贝，它至少应该先尝试使用移动语义，这通常也会使拷贝成本变得比较低廉。

在最后一次调用中，被传递参数是 xvalue（一个使用了 std::move()的已经存在的非const 对象），这会通过告知编译器我们不在需要 s 的值来强制调用移动构造函数（move constructor）。

综上所述，在调用 printV()（参数是按值传递的）的时候，只有在被传递的参数是lvalue（对象在函数调用之前创建，并且通常在之后还会被用到，而且没有对其使用std::move()）时，调用成本才会比较高。不幸的是，这唯一的情况也是最常见的情况，因为我们几乎总是先创建一个对象，然后在将其传递给其它函数

按值传递会导致类型退化（decay）

关于按值传递，还有一个必须被讲到的特性：当按值传递参数时，参数类型会退化（decay）。也就是说，裸数组会退化成指针，const 和 volatile 等限制符会被删除（就像用一个值去初始化一个用 auto

#include <utility>
#include <string>
#include <iostream>
#include <type_traits>

template<typename T>
void printV(T arg) {


}

int main() {
  std::string const c = "hi";
  printV(c); // c decays so that arg has type std::string
  printV("hi"); //decays to pointer so that arg has type char const*int arr[4];
  int arr[4];
  printV(arr); // decays to pointer so that arg has type int *
  return 0;
}

当传递字符串常量“hi”的时候，其类型 char const[3]退化成 char const *，这也就是模板参数 T 被推断出来的类型。此时模板会被实例化成：