编程之道

发布日期: 2022-11-02

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在函数调用的时候，parameters被创建和初始化，初始化操作使用传递来的arguments完成。

Arguments are the initializers for a function’s parameters.

这里先要理解两个概念，对于一个func函数：

int func(int a){
    return a
}

int b = 0;
func(b);

a称为parameter
b称为argument

parameters的初始化与变量的初始化过程相同，因此在函数初始化中会遇到：

直接copy数据
绑定到argument的reference

这两种方式也分别对应两种函数传递方式：

pass arguments by value
pass arguments by reference

Pass arguments by value

基本使用

这种参数传递方式，有以下2个特点：

传入函数内的argument会被copy为parameter；
在函数内对于copy的参数parameter的写操作，不影响外部的argument；

这种函数传递方式是最简单的一种，例如上述的func(int a)就是这种参数传递类型。

pointer作为函数参数

按理说，pointer类型的函数参数与其他的类型没啥不同，但是由于pointer指向一个变量的地址，因此会有一些不同的玩法，导致起到和pass arguments by reference的效果。

void func(int *ip) {
    *ip = 100;
    ip = nullptr;
}

int b = 10;
func(&b);

执行上述代码后，b = 100, ip变成空指针，但是不影响b的地址。而通过，更改 *ip可以起到按引用传递的效果。

但是在C++中更推荐使用下文中的pass arguments by reference，而不是这种指针的用法。

Pass arguments by reference

这种参数传递方式的特点是：

允许在函数内部改变argument中的数据；
不需要进行copy操作；

用reference作为参数避免copy

函数传递中的问题：

It can be inefﬁcient to copy objects of large class types or large containers. More-over, some class types (including the IO types) cannot be copied.

针对该问题，使用按引用传值，避免了资源不必要的copy。

bool isShorter(string &s1, string &s2) {
    return s1.size() < s2.size(); 
}

用reference作为参数返回更多信息

函数传递中的另一个问题：

A function can return only a single value. However, sometimes a function has more than one value to return

利用按引用传递，可以返回函数内部的多个操作结果，一般有两种方式：

一个是定义多个parameters；
另一个是定义数据结构，如结构体、类等；

`const` Parameters & Arguments

top-level const的问题

在之前关于const的总结中提到了top-level const和low-level const：

top level const：对象自己是const；
low level const：对象指向的对象是const；

在函数参数传递时，关于top-level const有几点注意事项：

top-level const on parameters are ignored.

void func(const int i){
    return i;
}

const int a = 1;
int b = 2;

func(a);  // ok
func(b); // ok, top-level const is ignored.

虽然top-level const被忽略了，但是在func中不能修改ii；

void func(const int ii){
    ii = 100;  // error
}
// error: assignment of read-only parameter ‘ii’

top level const不影响函数类型，在函数指针的总结中提到了函数类型，由参数类型和返回值类型决定，因此相同函数名也视为不同的函数，但是top level const可以被忽略，因此不会对函数参数类型产生影响；
```
void func1(const int i){}
void func1(int i){}

// error: redefinition of ‘void func1(int)’
```
因此，上述两个func1不是函数重载，而是完全一样。

当const遇到Pointer & Reference

既然函数参数的初始化与变量的初始化一致，因此也有一些通用的指导规则：

对于有low level const的对象，可以通过非const对象来初始化，但是反过来不行；
引用类型的parameters初始化必须由相同类型的arguments完成；

void func(int &r){}
void func(int *p){}

// for every call in the following
int i = 0;
const int ci = i;

string::size_type ctr = 0;

func(&i);  // ok，调用2th func
func(&ci); // error, 不能使用pointer to const int初始化 pointer to int，违反了low-level const的原则

func(i);   // ok,，1st func
func(ci);  // error，不能使用const int初始化plain reference
func(42);  // error, 不能使用literal初始化plain reference
func(ctr); // error, mismatched type

推荐：使用referecne to const作为函数parameters

在函数参数中使用按引用传递参数的方式，可能会导致以下问题：

暗示函数调用者，可以改变该引用绑定的值，引起错误；
限制了能传入到该参数中的arguments的类型；
如上例所示，调用 func(int &r)时:
- 不能传入42等字面值；
- const int类型；
- 或者size_type等可以自动转换的类型；
  
  出现：error: cannot bind non-const lvalue reference of type ‘int&’ to an rvalue of type ‘int’
  基于上述问题，因此在函数传递时，推荐使用reference to const。