C++ 基础之 "引用形参" 和 "利用const引用避免复制" &

之前两篇文章里的两个函数如下所示：

[cpp]
//重载操作符+
    Vector3 operator+(const Vector3 &a){
        return Vector3(x + a.x,y + a.y,z+a.z);
    }
//比较两个数，如果相同返回0，如果v1大，返回1，如果v2大，返回-1
int compare(const int &v1, const int &v2)
{
    if(v1 < v2) return -1;
    if(v2 < v1) return 1;
    return 0;
}

因为之前是用C#和Java比较多，就是无法理解这两个函数的参数定义，为什么要加上const和&。其实有时候看到&,*,T等符号就会头大。如果在java中第二个函数我肯定就会这样写：
[java]
//比较两个数，如果相同返回0，如果v1大，返回1，如果v2大，返回-1
int compare( int v1, int v2)
{
    if(v1 < v2) return -1;
    if(v2 < v1) return 1;
    return 0;
}

先不管上面的东西，再来看一个出现无数次的交换例子：
[cpp]
//把形参定义为引用类型
void swapOne(int& a, int& b)
{
    int tmp = b;
    b = a;
    a = tmp;
}
//使用复制实参，只是改变局部副本，而传递函数的实参没有修改
void swapTwo(int a,int b)
{
    int tmp = b;
    b = a;
    a = tmp;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    int a = 1, b = 2;
    printf("before swap,a:%d,b:%d\n",a,b);
    swapOne(a,b);
    printf("after swap,a:%d,b:%d\n",a,b);

    printf("before swap,a:%d,b:%d\n",a,b);
    swapTwo(a,b);
    printf("after swap,a:%d,b:%d\n",a,b);
    return 0;
}

结果如下：

从结果看出，swapOne函数使用引用形参成功交换了a,b变量。而swapTwo函数没有交换成功。
swapTwo使用的是普通的非引用类型的参数，是通过复制对应的实参实现初始化，传递函数的实参没有改变。
而swapOne中，引用形参直接关联到其绑定的对象，而并非这些对象的副本。所以交换会成功。
[cpp]
//比较两个数，如果相同返回0，如果v1大，返回1，如果v2大，返回-1
int compare(const int &v1, const int &v2)
{
    if(v1 < v2) return -1;
    if(v2 < v1) return 1;
    return 0;
}

上面这例子中的const还有什么作用呢？原来使用const可以避免引用复制，提高性能，swapOne中当然不能使用了，因为它要改变值，而compare函数只是比较两个数的大小，没有交换，所以加上const可以提高性能。因为复制对象需要付出时间和存储空间代价。
后记：最近无意中看到了《Effective C++》的条款20“宁以pass-by-reference-to-const 替换 pass-by-value”。中也谈到了这个问题。
[cpp]
class Person{
public:
    Person();
    virtual ~Person();
    ...
private:
    std::string name;
    std::string address;
};

class Student:public Person{
public:
    Student();
    ~Student();
    ...
private:
    std::string schoolName;
    std::string schoolAddress;
}

假设现在有这样一个函数
bool validateStudent(Student s);
如果用by Value方式来调用就是
Student plato;
bool platoIsOk = validateStudent(plato);
因为Student类是继承Person类，每个类都有两个string。书上说，by value方式传递一个Student对象，总体成本是"六次构造函数和六次析构函数"！
如果改成成pass by reference-to-const:
bool validateStudent(const Student& s);没有任何构造函数或析构函数被调用，因为没有任何新对象被创建。

补充：软件开发 , C++ ,