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C++ 参数传递方式详解

news 2025/9/21 5:34:15

C++ 提供了多种参数传递方式，每种方式都有其特定的用途和性能特征。下面我将详细解释各种传递方式，并通过示例代码进行演示。

1. 值传递 (Pass by Value)

值传递会创建参数的完整副本，函数内对参数的修改不会影响原始变量。

#include <iostream>
using namespace std;void modifyValue(int x) {x = x + 10;  // 修改的是副本，不影响原始值cout << "函数内值: " << x << endl;
}int main() {int a = 5;cout << "调用前: " << a << endl;modifyValue(a);cout << "调用后: " << a << endl;  // 仍然是5return 0;
}

特点：

创建参数的完整副本
函数内修改不影响原始值
适用于小型数据类型（int, float, char等）
对于大型对象，复制开销较大

2. 指针传递 (Pass by Pointer)

指针传递传递的是变量的内存地址，函数内可以通过指针修改原始值。

#include <iostream>
using namespace std;void modifyPointer(int* x) {*x = *x + 10;  // 通过指针修改原始值cout << "函数内指针值: " << *x << endl;
}int main() {int a = 5;cout << "调用前: " << a << endl;modifyPointer(&a);  // 传递地址cout << "调用后: " << a << endl;  // 变为15return 0;
}

特点：

传递内存地址
函数内修改会影响原始值
可以传递nullptr
需要解引用操作(*)
语法相对复杂，可能产生空指针问题

3. 引用传递 (Pass by Reference)

引用传递传递的是变量的别名，函数内对引用的修改会影响原始值。

#include <iostream>
using namespace std;void modifyReference(int& x) {x = x + 10;  // 修改引用即修改原始值cout << "函数内引用值: " << x << endl;
}int main() {int a = 5;cout << "调用前: " << a << endl;modifyReference(a);  // 直接传递变量cout << "调用后: " << a << endl;  // 变为15return 0;
}

特点：

传递变量的别名
函数内修改会影响原始值
语法简洁，无需解引用
比指针更安全（不能为null）
是C++中推荐的修改参数的方式

4. const引用传递 (Pass by const Reference)

const引用传递可以避免大型对象的复制开销，同时保护原始数据不被修改。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;void printString(const string& s) {cout << "字符串内容: " << s << endl;// s += " modified"; // 错误：不能修改const引用
}int main() {string str = "这是一个很长的字符串，使用值传递会产生复制开销";printString(str);  // 避免复制，同时保护原始数据cout << "原始字符串未改变: " << str << endl;return 0;
}

特点：

避免大型对象的复制开销
保护原始数据不被修改
适用于大型对象（字符串、容器、自定义对象等）
是C++中传递大型对象的推荐方式

5. 移动语义传递 (C++11)

移动语义传递通过转移资源所有权来避免不必要的复制，特别适用于管理资源的对象。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <utility>  // for std::move
using namespace std;void processVector(vector<int>&& v) {cout << "移动传递 - 向量大小: " << v.size() << endl;// 可以修改v，但原始向量将变为空v.push_back(99);cout << "修改后大小: " << v.size() << endl;
}int main() {vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};cout << "移动前向量大小: " << vec.size() << endl;processVector(move(vec));  // 显式转移所有权cout << "移动后向量大小: " << vec.size() << endl;  // 变为0return 0;
}

特点：

转移资源所有权，避免复制
使用std::move()显式转移
适用于可移动对象（vector, string, 自定义移动语义的对象）
原始对象将处于有效但未定义的状态

6. 数组传递

C++中数组传递实际上是指针传递，需要额外传递数组大小信息。

#include <iostream>
using namespace std;void printArray(int arr[], int size) {cout << "数组元素: ";for (int i = 0; i < size; i++) {cout << arr[i] << " ";arr[i] += 1;  // 修改会影响原始数组}cout << endl;
}int main() {int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);cout << "调用前第一个元素: " << arr[0] << endl;printArray(arr, size);cout << "调用后第一个元素: " << arr[0] << endl;  // 变为2return 0;
}

特点：

实际上传递的是指向数组首元素的指针
需要额外传递数组大小信息
函数内修改会影响原始数组
可以使用std::array或std::vector替代原始数组

7. 默认参数

函数可以指定默认参数，调用时可以省略这些参数。

#include <iostream>
using namespace std;// 默认参数必须在函数声明中指定
void printMessage(string message = "Hello, World!", int times = 1) {for (int i = 0; i < times; i++) {cout << message << endl;}
}int main() {printMessage();  // 使用所有默认参数printMessage("Hi!");  // 使用默认timesprintMessage("C++ is great!", 3);  // 不使用默认参数return 0;
}

特点：

允许函数调用时省略某些参数
默认值必须在函数声明中指定
默认参数必须从右向左连续设置

8. 可变参数模板 (C++11)

可变参数模板允许函数接受任意数量和类型的参数。

#include <iostream>
using namespace std;// 基础案例 - 递归终止函数
void print() {cout << endl;
}// 可变参数模板
template<typename T, typename... Args>
void print(T first, Args... args) {cout << first << " ";print(args...);  // 递归调用
}int main() {print(1, 2.5, "hello", 'a');  // 输出: 1 2.5 hello a return 0;
}

特点：

接受任意数量和类型的参数
提供类型安全的可变参数处理
使用递归模板展开参数包
C++11及以上版本支持

9. 函数对象传递

C++中函数也可以作为参数传递，通常通过函数指针、std::function或lambda表达式实现。

#include <iostream>
#include <functional>
using namespace std;// 使用函数指针
void process(int x, int y, int (*func)(int, int)) {cout << "结果: " << func(x, y) << endl;
}// 使用std::function（更灵活）
void processFunction(int x, int y, function<int(int, int)> func) {cout << "结果: " << func(x, y) << endl;
}int add(int a, int b) {return a + b;
}int multiply(int a, int b) {return a * b;
}int main() {// 函数指针传递process(5, 3, add);process(5, 3, multiply);// std::function传递processFunction(5, 3, add);// Lambda表达式传递processFunction(5, 3, [](int a, int b) { return a - b; });return 0;
}

总结与选择指南

传递方式	适用场景	优点	缺点
值传递	小型数据类型	简单安全，不影响原始值	复制开销大（大型对象）
指针传递	需要修改原始值，可选参数	可以修改原始值，可以传递null	语法复杂，可能空指针异常
引用传递	需要修改原始值	语法简洁，比指针安全	不能传递null
const引用	大型对象，只读访问	避免复制，保护原始数据	不能修改参数
移动语义	资源管理对象	避免复制，转移所有权	原始对象状态未定义
数组传递	C风格数组	直接操作数组元素	需要额外传递大小信息
默认参数	简化函数调用	调用灵活	必须从右向左设置
可变参数	参数数量不定	高度灵活，类型安全	实现复杂