通过引用重载运算符传递对象 - C++答案

【问题标题】：Passing an Object by reference to Overloaded Operator - C++通过引用重载运算符传递对象 - C++
【发布时间】：2014-10-08 07:35:55
【问题描述】：

对 C++ 很陌生。我见过人们通常在运算符重载中通过引用传递对象。嗯，我不知道什么时候真的有必要。如下面的代码所示，如果我在 operator+ 中删除对象 c1 和 c2 声明中的 & 符号，我仍然会得到相同的结果。当我们不想修改 c1 或 c2 时，在这种情况下是否有任何理由通过引用传递？

#include <iostream>

class Keys
{
private:
    int m_nKeys;

public:
    Keys(int nKeys) { m_nKeys = nKeys; }

    friend Keys operator+(const Keys &c1, const Keys &c2);

    int GetKeys() { return m_nKeys; }
};


Keys operator+(const Keys &c1, const Keys &c2)
{
    return Keys(c1.m_nKeys + c2.m_nKeys);
}

int main()
{
    Keys cKeys1(6);
    Keys cKeys2(8);
    Keys cKeysSum = cKeys1 + cKeys2;
    std::cout << "There are " << cKeysSum.GetKeys() << " Keys." << std::endl;
    system("PAUSE");
    return 0;
}

【问题讨论】：

如果不通过引用（或通过指针）作为参数传递对象，则通过值传递它们，这意味着它们被复制；有些对象的复制成本很高。
好吧，如果您使用引用，则无需将对象作为参数复制为一件事，因此将参数作为引用可能会更有效

标签： c++ operator-overloading pass-by-reference

【解决方案1】：

运算符就像普通函数一样，只是有“花哨”的名字:)
（例如 operator+() 而不是 sum()）

因此，您应用于函数的相同参数传递规则也可以应用于重载运算符。

特别是，当您有一个不便宜要复制的参数时（例如，int、float 是便宜复制参数的示例; 一个std::vector，一个std::string，是不廉价复制参数的例子），你在你的方法中观察这个参数（即它是一个输入只读参数），那么你可以通过const引用传递它 (const &)。

这样，基本上就像将原始参数的地址传递给函数，所以不涉及深拷贝。深拷贝可能非常昂贵，例如想象一个包含大量元素的向量。

所以，回顾一下，你通过 const 引用 当：

参数只是不便宜复制（例如对于整数、浮点数等。只是不要打扰：按值传递就可以了）
参数在函数/运算符实现中观察（即它是一个输入只读参数）

【讨论】：

@Mr.C64 现在在ostream& operator<< (ostream &out, Something) { out << Something << endl; return out; } ostream 之后的 & 有什么作用？
@Farzin：使用& 是因为out 是可修改 参数，它不是只读输入参数。基本上，out 是对您附加自己的文本的流的引用。这个操作修改流对象，所以你不能通过const引用传递它，你必须去掉const。
@Mr.C64：我的意思是ostream& operator中的&。
@Farzin：你的意思是在返回值中？那是因为您正在返回作为输入传递的 相同的 ostream。如果您按值返回（即 ostream 没有 &），那么它将是副本，不是原始输入的。
谢谢你！您的“便宜”术语更容易理解为什么应该通过引用。

【解决方案2】：

引用传递的优点：

它允许我们让函数更改参数的值，这有时很有用。
因为不复制参数，所以速度很快，即使与大型结构或类一起使用也是如此。
我们可以通过 const 引用传递以避免意外更改。
我们可以从一个函数返回多个值。

引用传递的缺点：

因为不能对文字或表达式进行非常量引用，所以引用参数必须是普通变量。
很难判断通过引用传递的参数是作为输入、输出还是两者兼而有之。
不可能从函数调用中看出参数可能会改变。按值传递和按引用传递的参数看起来是一样的。我们只能通过查看函数声明来判断参数是按值传递还是按引用传递。这可能会导致程序员没有意识到函数会改变参数的值。
因为引用通常由 C++ 使用指针实现，并且取消引用指针比直接访问它要慢，所以访问通过引用传递的值比访问通过值传递的值要慢。

您可以阅读以下内容：

http://www.cs.fsu.edu/~myers/c++/notes/references.html

【讨论】：

【解决方案3】：

如果您通过引用传递，则不会复制对象，这对于更复杂的类可以大大提高性能。

在这种情况下，性能成本可能是微不足道的，并且可以想象编译器可以将其全部优化，但仍然值得这样做。稍后 Keys 类可能会变成更复杂的东西。

【讨论】：

【解决方案4】：

考虑long 中的vector，其中有1000 万个条目。如果您对函数进行原型设计，例如：

void foo(vector<long> vl)
{
}

这将导致vector<long> 的赋值运算符（或复制构造函数） - 这将需要复制所有这些 10m 元素。稍后此临时对象 (vl) 的析构函数将取消分配内存并执行其他清理。它肯定会影响性能

有一些类，特别是围绕同步提供程序（关键部分等），以及一些防止复制构造函数和/或赋值运算符的智能指针类 - 因此赋值或对象创建不会' t发生错误。虽然可以实现移动构造函数或移动赋值运算符。

【讨论】：