【问题标题】:Is std::reference_wrapper similar to python's pass-by-object-reference?std::reference_wrapper 是否类似于 python 的传递对象引用?
【发布时间】:2016-02-09 08:34:36
【问题描述】:

在学习 Python 时,我读到:

参数既不是“passed-by-reference“ 也不是“passed-by-value“。 他们是“passed-by-object-reference”

我试图从 C++ 的角度理解并比较它。

在 Python 中传递参数的行为是否与在 C++ 中以 std::reference_wrappers 传递参数的行为相同?


这个类比在行为和预期用例方面是否成立?

【问题讨论】:

  • 这是一个合理的类比。但请注意,您不能直接从reference_wrapper<T> 对象访问T 的成员。
  • 此外,您仍然可以通过reference_wrapper 访问并分配给基础值,而不是重新绑定。
  • 如果你还没看过,有一个不错的explanation of Python variable semantics from a C++ perspective

标签: python c++ reference parameter-passing object-reference


【解决方案1】:

简短回答:不,std::reference_wrapper<T> 没有这样做,因为 C++ 和 Python 之间的区别(实际上)是诸如“堆上发生了什么”和“什么类型是不可变的”之类的问题。

在 Python 中,一切都在堆中进行。数字、字符串和指针是不可变的。你不能有指向变量的指针。与几乎所有现代语言一样,Python 是按值传递的。

在 C++ 中,您可以选择堆上的内容。几乎任何东西都可以修改。您可以拥有指向变量的指针、指向对象内部的指针,并且可以通过复制大型数据结构来传递它们。 C++ 主要是按值传递,就像几乎所有现代语言一样,除了您可以将一些参数标记为通过引用传递。

按值传递,该死!

老实说,人们使这比实际情况更复杂。简单地说“按值传递”或“按引用传递”的问题在于,我们对“值”和“引用”的直观理解与此处使用它们的技术方式不匹配。

这里有明确的证据表明 Python 是按值传递的:

def func(x):
    x = [4, 5, 5]
def func2():
    y = [1, 2, 3]
    func(y)
    print(y) # prints [1, 2, 3]

令人困惑的部分是初学者会认为[1, 2, 3] 是值,但有经验的Python 用户会意识到[1, 2, 3] 是对象的内容,以及指向它的指针然后将对象(按值)传递给函数。这是初学者绊倒的地方:

def func(x):
    x[:] = [4, 5, 6]
def func2():
    y = [1, 2, 3]
    func(y)
    print(y) # prints [4, 5, 6]

我认为这是xy 是指向同一个对象的指针的明确证据。我们知道x 不是对y 的引用,因为为x 分配新值不会影响y。它在 C 中的工作方式相同,但出于某种原因,人们不那么困惑了。

void func(int *x) {
    x[0] = 4; x[1] = 5; x[2] = 6;
}
void func2() {
    int y[3] = {1, 2, 3};
    func(y);
    printf("%d, %d, %d\n", y[0], y[1], y[2]);
}

Java 社区中也出现了同样的讨论,得出了同样的结论。在 Java 中,对象类型的变量包含指针。这些指针是按值传递的。 Java 函数是按值传递的。见Java is Pass-by-Value, Dammit!Is Java “pass-by-reference” or “pass-by-value”?

“传递对象值”对于那些不了解指针是什么的人来说是一个不必要的术语,并认为 Python 没有指针,因为它称它们为“引用”。 Java 做了理智的事情,实际上在 Java 规范中称它们为指针。

关于 Python 的另一个令人困惑的部分是,因为像 6.28 或 "Hello, World!" 这样的对象是不可变的,所以您无法区分按值传递对象内容和按值传递指针之间的区别。 (而 CPython 只是一种实现。)

std::reference_wrapper<T> 是干什么用的?

这里唯一有趣的是 C++ 有两种类型的指针。有些指针称为“指针”,有些称为“引用”。它们是相同的基本概念,表达方式不同。 std::reference_wrapper<T> 的目的是制作类似于 C++ 引用但可以重新分配的东西。或者,如果您愿意,可以使用类似于 C++ 指针但不能为 NULL 的东西。最后,它在概念上仍然是一个指针,即使你称它为引用。或者它在概念上仍然是一个引用,即使它的行为与 T& 不完全相同。

就像在 Python 或 Java 中一样,您有指向对象的指针,即使您决定将它们称为引用。

【讨论】:

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