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C++函数参数设计黄金法则:const&、值传递与输出参数选择【性能与安全】

穿越時空

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发布时间:2026-01-22 12:17:40

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来源于php中文网

原创

必须用 const T& 而不是 T 传参的情形是:当参数为大对象(如 std::string、std::vector、自定义类)且函数只读不修改时,为避免拷贝开销;内置类型和小结构体则优先值传递。

c++函数参数设计黄金法则:const&、值传递与输出参数选择【性能与安全】

什么时候必须用 const T& 而不是 T

当传入的参数是大对象(如 std::stringstd::vector、自定义类)且函数只读不改时,const T& 是默认选择。值传递会触发拷贝构造,开销不可忽视——比如一个 1MB 的 std::vector,每次调用都拷贝就是实打实的内存与时间浪费。

常见错误是“图省事全用值传”,尤其在循环里调用时,性能陡降却难以察觉。注意:内置类型(intdouble、指针)反而推荐值传递,因为引用本身在 x86-64 上通常也是 8 字节,无优势还多一次解引用。

  • std::stringstd::vectorstd::map 等标准容器,一律优先 const T&
  • 小结构体(如仅含 2 个 int)可测一下:若 sizeof(T) ,值传更稳
  • 函数签名暴露了是否修改参数语义:void f(const std::string& s) 表明不会动 s,调用方更安心

输出参数该用 T& 还是 T*

现代 C++ 中,非空输出参数首选 T&;只有需要表达“可选输出”(即允许不提供)时,才考虑 T*。用指针容易模糊意图,也增加空指针检查负担。

典型反例:bool parse(const std::string& s, int* out_val) —— 调用方得传 &x,还可能误传 nullptr;而 bool parse(const std::string& s, int& out_val) 强制绑定有效变量,语义清晰,编译器也能更好优化。

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  • 输出参数必须写入:用 T&,例如 void split(const std::string&, std::vector<:string>& parts)
  • 输出参数可选(函数可能跳过写入):用 T*,但需文档明确说明 null 合法
  • 想同时支持输入+输出?别这么做。拆成两个参数或改用返回结构体(如 std::tuple 或自定义 struct)更安全

移动语义下,T&& 参数要不要加 const

不要加 const。写成 const T&& 会禁用移动操作,退化为只读右值引用,几乎无实用场景。真正需要的是完美转发或资源接管,此时必须是 T&&(非 const)。

典型误用出现在想“既接收右值又不修改”的场合——但右值本就预期被移动,加 const 只会让 std::move(x) 失效,编译器只能调用拷贝构造而非移动构造。

  • 只用于转发:用 template void f(U&& u) + std::forward(u)
  • 只接收右值并移动:用 void f(T&& t),内部调用 t.some_expensive_operation()std::move(t)
  • 如果函数逻辑上“只读右值”,说明它其实不该接受右值——应统一用 const T&

混合参数场景:一个函数既有输入又有输出,怎么组织

避免把输入和输出参数混在同一函数里,尤其是当它们生命周期或所有权关系不清晰时。C++ 没有标注“输入/输出”的语法糖,靠命名和顺序极易出错。

比如 bool transform(std::vector& in_out, const std::string& config),调用方无法一眼看出 in_out 是被清空重填,还是追加,还是原地修改。更糟的是,若 config 内部持有对 in_out 的引用,就可能引发悬垂。

  • 优先返回新对象:std::vector transform(const std::vector& input, const Config& c)
  • 若必须复用内存(如性能敏感循环),用明确命名的输出参数:void transform_to(const std::vector& input, std::vector& output, const Config& c)
  • 绝不在同一参数上叠加输入+输出语义(即所谓“inout”参数),除非是极底层、有充分文档和测试保障的接口

最易被忽略的一点:参数顺序影响可读性。把 const 输入放前面,非常量输出放后面,符合从左到右“数据流”直觉。但这只是习惯,真正关键的是——每个参数的语义必须在函数名和类型中自解释,不能靠位置猜。

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