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为何C++拷贝构造函数参数必须为引用形式

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了为何C++拷贝构造函数参数必须为引用形式，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含3998字，纯文字阅读大概需要6分钟。

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文章目录

1. 参数传递

?? ??在C++中，有三种方法可将数据传递给函数，分别是：引用、传值和指针（C风格），它们在效率、存储以及性能方面都有着不同的特点。对于引用，本质上就是指针，它只是作为指针的语法糖（“语法糖”一词，来自阅读 前桥和弥《征服C指针》一书）。因此着重分析传值和引用两者的区别。

1.1 传值

?? ??对于传值方式，当对象或内置类型（eg：int、double、float等）数据传递给函数时候，函数将会为每个实参（即待传给函数的参数）做一份拷贝操作，这也就是通常所说的“副本”，这样一来，就需要分配额外的内存空间，所有值和子对象都被分别复制和存储。对于对象类型，会调用拷贝构造函数拷贝一份数据，而内置类型，其拷贝成本相对较低、通常也不会带来其他性能的影响。然而，若传递给函数的数据是一个大的值（比如vector、list或结构体数组等），那么这个复制过程对于CPU、内存和存储方面都有较大的速度影响及性能损失。

?? ?? 比如，一个vector中拥有一万个字符串变量，若以传值方式给fun函数，绝对不是明智的选择。


void fun(vector<string> v1/*v1.size() = 10000*/){}

1.2 引用方式

?? ??当对象或内置类型以引用方式将数据传递给函数时，将不会产生数据拷贝的动作，因为函数被赋予的是数据本身的内存地址。没有拷贝操作，也就意味着不需要额外申请内存地址、存储空间和CPU。这极大的提高了CPU的处理速度和性能。

2. 初始化方式

?? ?? C++有几种不同的初始化方式。若使用等号（“=”）来初始化一个变量，则执行的是拷贝初始化（Copy Initializition），编译器把等号右侧的值拷贝到新创建的对象中去。若不使用等号，则执行的是直接初始化（Direct Initialization）。


string s1 = "hello world.";   //拷贝初始化
string s2("good");            //直接初始化
string s3(5, 'h');            //直接初始化

?? ??通常情况下，当初始化值仅有一个时候，使用拷贝初始化或是直接初始化均可（比如上面示例中的s1、s2）。但是若初始化的值有多个（比如s3），往往直接使用直接初始化。当然也可以使用拷贝初始化方式，如：


string s1 = string(5, 'h');

?? ?? 它等价于：


string s1;
string s2(5, 'h');
s1 = s2;
或是
string s2(5, 'h');
string s1 = s2;

2.1 拷贝构造函数

?? ?? 在了解C++变量初始化方式及参数传递形式之后，进入本文主题“拷贝构造函数”。《C++ Primer》13.1.1中描述到，“如果一个构造函数的第一个参数是自身类型的引用，且任何额外参数都有默认值，则该构造函数是拷贝构造函数。” 如下面代码中注释处的函数为拷贝构造函数。

class TCopy
{
    TCopy(const Tcopy &t){}   //拷贝构造函数
};

?? ??现在有两个疑问：

?? ??(1) 拷贝构造函数参数一定需要以const形式么？

?? ??(2) 拷贝构造函数参数可不可以用传值方式？

?? ??我们先来看第一个问题，当拷贝构造函数的参数以非const的引用形式时，是否能够正常工作。示例代码如下：

class TCopy
{
public:
    TCopy(int a)
        :m_a(a){}
        
    TCopy(TCopy &t){}
    
    void Display(){
        cout << "m_a: "<<m_a<<endl;
    }
    
private:
    int m_a;
};

int main()
{
    TCopy t(1);     //构造函数-直接初始化
    TCopy t1 = t;   //拷贝构造函数初始化
    t.Display();    //打印结果: m_a: 1
    return 0;
}

为何C++拷贝构造函数参数必须为引用形式 - 文章图片
?? ???? ???? ???? ???? ??demo打印结果

?? ??通过打印结果可看到，不加const修饰的引用是可以的。对于拷贝构造函数中的const引用，主要有两处作用（强烈建议都加上）。首先，避免被调函数内部意外修改实参的值；其次，避免用户将临时对象绑定到非const引用上。如下示例：

class TCopy
{
public:
    TCopy(){}
    TCopy(TCopy &t){}
};

TCopy Test()
{
    TCopy t;
    return t;
}

int main()
{
    TCopy t;
    TCopy t1 = Test();
    
    return 0;
}

?? ??编译器将错误提示：

D:\code\01_09\main.cpp:25: error: no matching function for call to 'TCopy::TCopy(TCopy)'
     TCopy t1 = Test();
                     ^
D:\code\01_09\main.cpp:12: note:   no known conversion for argument 1 from 'TCopy' to 'TCopy&'

?? ?? 现在来看第二个问题，以普通传值方式，将数据传递给函数是否可以的问题。

class TCopy
{
public:

    TCopy(){}

    TCopy(TCopy t){}
};

?? ?? 直接编译报错：

D:\code\1\main.cpp:12: error: invalid constructor; you probably meant 'TCopy (const TCopy&)'
     TCopy(TCopy t){}
                  ^

?? ??当主调函数中把数据传递给被调函数形参时候，若以值形式传递，则相当于：

?? ???? ?? ?? ?? 数据类型 a = b ;

?? ??此处b为实参， a为形参。当调用拷贝构造函数时候，必须将同类型的对象传递给它，而这里是传值形式，所以传递的对象需要在参数中进行拷贝，拷贝构造函数将一个对象的值一一拷贝到另外一个对象中。然而这里仅给出了拷贝构造函数的定义，所以该拷贝构造函数将被递归调用，直到编译器请求内存空间不足为止。这也就是为何拷贝构造函数必须要以引用的形式的根本原因。

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的为何C++拷贝构造函数参数必须为引用形式全部内容，希望文章能够帮你解决为何C++拷贝构造函数参数必须为引用形式所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

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来源：【匿名】