C++ 函数参数传递方式与程序设计模式的关系

2024年 4月 12日 104.5k 0

c++++ 中函数参数传递方式与程序设计模式紧密相关,不同的传递方式将影响函数行为和模式选择。按值传递副本传递变量,适合不可变对象或复制成本高的对象。按引用传递直接操作变量,适合输入输出参数、大型对象和观察者模式。按指针传递允许处理动态数据结构和 null 指针。在选择传递方式时,应考虑对象特性、函数操作和程序设计模式,以实现效率和设计目标。

C++ 函数参数传递方式与程序设计模式的关系

C++ 函数参数传递方式与程序设计模式的关系

在 C++ 中,函数参数可以按值、按引用或按指针传递。不同的传递方式会影响函数行为、内存使用和程序设计模式的选择。

传递方式

  • 按值传递:参数副本传递给函数,函数操作副本值,不会影响调用方变量。
  • 按引用传递:参数引用传递给函数,函数直接操作调用方变量。
  • 按指针传递:参数指针传递给函数,函数通过指针间接操作调用方变量。

程序设计模式

传递方式与程序设计模式关系密切:

按值传递:

  • 不可变对象:如果函数不修改对象状态,宜用按值传递。
  • 拷贝构造和赋值操作代价高:如果复制对象的成本较高,应避免按值传递。

按引用传递:

  • 输入输出参数:当函数既返回结果又修改参数时,适合用引用传递。
  • 大型对象:当对象很大,复制代价较高时,可用引用传递。
  • 观察者模式:观察者函数应按引用传递,以便观察对象状态的变化。

按指针传递:

  • NULL 指针:当函数接受一个可能为 NULL 的指针时,应按指针传递。
  • 动态数据结构:指针传递允许函数处理动态分配的数据结构,例如链表和树。

实战案例

考虑以下函数,其交换两个整数:

void swap_by_value(int a, int b)
{
  int tmp = a;
  a = b;
  b = tmp;
}

void swap_by_reference(int& a, int& b)
{
  int tmp = a;
  a = b;
  b = tmp;
}

按值传递(swap_by_value)

  • 副本传递,不会影响调用方变量。
  • 适合不可变对象(例如字符串)的交换操作。

按引用传递(swap_by_reference)

  • 直接操作调用方变量。
  • 适合可变对象(例如整数)的交换操作。

使用考虑

如果在调用 swap_by_value 函数时,传递了两个大型整数,则会进行不必要的复制操作。相反,如果传递的是不可变的字符串,则按值传递更高效。

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