const 和 static 的作用
static的作用:
1.先來(lái)介紹它的第一條也是最重要的一條:隱藏
???? 當(dāng)我們同時(shí)編譯多個(gè)文件時(shí),所有未加static前綴的全局變量和函數(shù)都具有全局可見(jiàn)性。為理解這句話,我舉例來(lái)說(shuō)明。我們要同時(shí)編譯兩個(gè)源文件,一個(gè)是a.c,另一個(gè)是main.c.
下面是a.c的內(nèi)容:
| char a = 'A'; // global variablevoid msg(){printf("Hello\n");} |
下面是main.c的內(nèi)容:
| int main(void){extern char a; // extern variable must be declared before useprintf("%c ", a);(void)msg();return 0;} |
程序的運(yùn)行結(jié)果是:
A Hello
???? 你可能會(huì)問(wèn):為什么在a.c中定義的全局變量a和函數(shù)msg能在main.c中使用?前面說(shuō)過(guò),所有未加static前綴的全局變量和函數(shù)都具有全局可見(jiàn)性,其它的源文件也能訪問(wèn)。此例中,a是全局變量,msg是函數(shù),并且都沒(méi)有加static前綴,因此對(duì)于另外的源文件main.c是可見(jiàn)的。
如果加了static,就會(huì)對(duì)其它源文件隱藏。例如在a和msg的定義前加上static,main.c就看不到它們了。利用這一特性可以在不同的文件中定義同名函數(shù)和同名變量,而不必?fù)?dān)心命名沖突。Static可以用作函數(shù)和變量的前綴,對(duì)于函數(shù)來(lái)講,static的作用僅限于隱藏,而對(duì)于變量,static還有下面兩個(gè)作用。
2. static的第二個(gè)作用是保持變量?jī)?nèi)容的持久
???? 存儲(chǔ)在靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)的變量會(huì)在程序剛開(kāi)始運(yùn)行時(shí)就完成初始化,也是唯一的一次初始化。共有兩種變量存儲(chǔ)在靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū):全局變量和static變量,只不過(guò)和全局變量比起來(lái),static可以控制變量的可見(jiàn)范圍,說(shuō)到底static還是用來(lái)隱藏的。雖然這種用法不常見(jiàn),但我還是舉一個(gè)例子。
| #include <stdio.h>int fun(void){static int count = 10; // 事實(shí)上此賦值語(yǔ)句從來(lái)沒(méi)有執(zhí)行過(guò)return count--;}int count = 1;int main(void){printf("global\t\tlocal static\n");for(; count <= 10; ++count)printf("%d\t\t%d\n", count, fun());return 0;} |
程序的運(yùn)行結(jié)果是:
global local static
1? 10
2?? 9
3?? 8
4?? 7
5?? 6
6?? 5
7?? 4
8?? 3
9?? 2
10??1
3. static的第三個(gè)作用是默認(rèn)初始化為0.其實(shí)全局變量也具備這一屬性,因?yàn)槿肿兞恳泊鎯?chǔ)在靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū)
???? 在靜態(tài)數(shù)據(jù)區(qū),內(nèi)存中所有的字節(jié)默認(rèn)值都是0x00,某些時(shí)候這一特點(diǎn)可以減少程序員的工作量。比如初始化一個(gè)稀疏矩陣,我們可以一個(gè)一個(gè)地把所有元素都置0,然后把不是0的幾個(gè)元素賦值。如果定義成靜態(tài)的,就省去了一開(kāi)始置0的操作。再比如要把一個(gè)字符數(shù)組當(dāng)字符串來(lái)用,但又覺(jué)得每次在字符數(shù)組末尾加‘\0’太麻煩。如果把字符串定義成靜態(tài)的,就省去了這個(gè)麻煩,因?yàn)槟抢锉緛?lái)就是‘\0’。不妨做個(gè)小實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一下。
| #include <stdio.h>int a;int main(void){int i;static char str[10];printf("integer: %d; string: (begin)%s(end)", a, str);return 0;} |
程序的運(yùn)行結(jié)果如下integer: 0; string: (begin)(end)
最后對(duì)static的三條作用做一句話總結(jié)。首先static的最主要功能是隱藏,其次因?yàn)閟tatic變量存放在靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū),所以它具備持久性和默認(rèn)值0.
4. 用static聲明的函數(shù)和變量小結(jié)
static?聲明的變量在C語(yǔ)言中有兩方面的特征:
1)、變量會(huì)被放在程序的全局存儲(chǔ)區(qū)中,這樣可以在下一次調(diào)用的時(shí)候還可以保持原來(lái)的賦值。這一點(diǎn)是它與堆棧變量和堆變量的區(qū)別。
2)、變量用static告知編譯器,自己僅僅在變量的作用范圍內(nèi)可見(jiàn)。這一點(diǎn)是它與全局變量的區(qū)別。
Tips:
A.若全局變量?jī)H在單個(gè)C文件中訪問(wèn),則可以將這個(gè)變量修改為靜態(tài)全局變量,以降低模塊間的耦合度;
B.若全局變量?jī)H由單個(gè)函數(shù)訪問(wèn),則可以將這個(gè)變量改為該函數(shù)的靜態(tài)局部變量,以降低模塊間的耦合度;
C.設(shè)計(jì)和使用訪問(wèn)動(dòng)態(tài)全局變量、靜態(tài)全局變量、靜態(tài)局部變量的函數(shù)時(shí),需要考慮重入問(wèn)題;
????D.如果我們需要一個(gè)可重入的函數(shù),那么,我們一定要避免函數(shù)中使用static變量(這樣的函數(shù)被稱(chēng)為:帶“內(nèi)部存儲(chǔ)器”功能的的函數(shù))
??????E.函數(shù)中必須要使用static變量情況:比如當(dāng)某函數(shù)的返回值為指針類(lèi)型時(shí),則必須是static的局部變量的地址作為返回值,若為auto類(lèi)型,則返回為錯(cuò)指針。
??? 函數(shù)前加static使得函數(shù)成為靜態(tài)函數(shù)。但此處“static”的含義不是指存儲(chǔ)方式,而是指對(duì)函數(shù)的作用域僅局限于本文件(所以又稱(chēng)內(nèi)部函數(shù))。使用內(nèi)部函數(shù)的好處是:不同的人編寫(xiě)不同的函數(shù)時(shí),不用擔(dān)心自己定義的函數(shù),是否會(huì)與其它文件中的函數(shù)同名。
擴(kuò)展分析:
??????術(shù)語(yǔ)static有著不尋常的歷史.起初,在C中引入關(guān)鍵字static是為了表示退出一個(gè)塊后仍然存在的局部變量。隨后,static在C中有了第二種含義:用來(lái)表示不能被其它文件訪問(wèn)的全局變量和函數(shù)。為了避免引入新的關(guān)鍵字,所以仍使用static關(guān)鍵字來(lái)表示這第二種含義。最后,C++重用了這個(gè)關(guān)鍵字,并賦予它與前面不同的第三種含義:表示屬于一個(gè)類(lèi)而不是屬于此類(lèi)的任何特定對(duì)象的變量和函數(shù)(與Java中此關(guān)鍵字的含義相同)。
全局變量、靜態(tài)全局變量、靜態(tài)局部變量和局部變量的區(qū)別
變量可以分為:全局變量、靜態(tài)全局變量、靜態(tài)局部變量和局部變量。
??????????按存儲(chǔ)區(qū)域分,全局變量、靜態(tài)全局變量和靜態(tài)局部變量都存放在內(nèi)存的靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)域,局部變量存放在內(nèi)存的棧區(qū)。
??????????按作用域分,? 全局變量在整個(gè)工程文件內(nèi)都有效;靜態(tài)全局變量只在定義它的文件內(nèi)有效;靜態(tài)局部變量只在定義它的函數(shù)內(nèi)有效,只是程序僅分配一次內(nèi)存,函數(shù)返回后,該變量不會(huì)消失;局部變量在定義它的函數(shù)內(nèi)有效,但是函數(shù)返回后失效。
??? 全局變量(外部變量)的說(shuō)明之前再冠以static?就構(gòu)成了靜態(tài)的全局變量。全局變量本身就是靜態(tài)存儲(chǔ)方式,?靜態(tài)全局變量當(dāng)然也是靜態(tài)存儲(chǔ)方式。?這兩者在存儲(chǔ)方式上并無(wú)不同。這兩者的區(qū)別雖在于非靜態(tài)全局變量的作用域是整個(gè)源程序,當(dāng)一個(gè)源程序由多個(gè)源文件組成時(shí),非靜態(tài)的全局變量在各個(gè)源文件中都是有效的。?而靜態(tài)全局變量則限制了其作用域,即只在定義該變量的源文件內(nèi)有效,?在同一源程序的其它源文件中不能使用它。由于靜態(tài)全局變量的作用域局限于一個(gè)源文件內(nèi),只能為該源文件內(nèi)的函數(shù)公用,?因此可以避免在其它源文件中引起錯(cuò)誤。
從以上分析可以看出,?把局部變量改變?yōu)殪o態(tài)變量后是改變了它的存儲(chǔ)方式即改變了它的生存期。把全局變量改變?yōu)殪o態(tài)變量后是改變了它的作用域,?限制了它的使用范圍。
static?函數(shù)與普通函數(shù)作用域不同。僅在本文件。只在當(dāng)前源文件中使用的函數(shù)應(yīng)該說(shuō)明為內(nèi)部函數(shù)(static),內(nèi)部函數(shù)應(yīng)該在當(dāng)前源文件中說(shuō)明和定義。對(duì)于可在當(dāng)前源文件以外使用的函數(shù),應(yīng)該在一個(gè)頭文件中說(shuō)明,要使用這些函數(shù)的源文件要包含這個(gè)頭文件
static全局變量與普通的全局變量有什么區(qū)別:static全局變量只初始化一次,防止在其他文件單元中被引用;
static局部變量和普通局部變量有什么區(qū)別:static局部變量只被初始化一次,下一次依據(jù)上一次結(jié)果值;
? ? ?static函數(shù)與普通函數(shù)有什么區(qū)別:static函數(shù)在內(nèi)存中只有一份,普通函數(shù)在每個(gè)被調(diào)用中維持一份拷貝
? ? ?全局變量和靜態(tài)變量如果沒(méi)有手工初始化,則由編譯器初始化為0。局部變量的值不可知。
Cosnt的作用:
const給人的第一印象就是定義常量。
(1)const用于定義常量。
???? 例如:const int N = 100;const int M = 200;
???? 這樣程序中只要用到 N、M 就分別代表為整型100、200,N、M 為一常量,在程序中不可改變。
???? 但有人說(shuō)他編程時(shí)從來(lái)不用const定義常量。我相信。但他是不懂得真正的編程藝術(shù),用const定義常量不僅能方便我們編程而且能提高程序的清晰性。你是愿意看到程序中100、200 滿天飛,還是愿意只看到簡(jiǎn)單清晰的N、M。相信有沒(méi)有好處你慢慢體會(huì)。
???? 還有人說(shuō)他不用const定義常量,他用#define宏定義常量??梢浴5恢滥阌袥](méi)有發(fā)現(xiàn)有時(shí)#define宏并沒(méi)有如你所愿在定義常量。下面我們比較比較const和#define。
???? 1。
???? (a) const定義常量是有數(shù)據(jù)類(lèi)型的:
???? 這樣const定義的常量編譯器可以對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)靜態(tài)類(lèi)型安全檢查,而#define宏定義的常量卻只是進(jìn)行簡(jiǎn)單的字符替換,沒(méi)有類(lèi)型安全檢查,且有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生邊際效應(yīng)(不如你愿處)。所謂邊際效應(yīng)舉例如下:
?????????? #define N 100
?????????? #define M 200 + N
?????????? 當(dāng)程序中使用 M*N 時(shí),原本想要 100 * (200+ N )的卻變成了 100 * 200 + N。
???? (b)#define宏定義常量卻沒(méi)有。#define <宏名><字符串>,字符串可以是常數(shù)、表達(dá)式、格式串等。在程序被編譯的時(shí)候,如果遇到宏名就喲內(nèi)指定的字符串進(jìn)行替換,然后再進(jìn)行編譯。
???? 2。
???? 有些調(diào)試程序可對(duì)const進(jìn)行調(diào)試,但不對(duì)#define進(jìn)行調(diào)試。
???? 3。
???? 當(dāng)定義局部變量時(shí),const作用域僅限于定義局部變量的函數(shù)體內(nèi)。但用#define時(shí)其作用域不僅限于定義局部變量的函數(shù)體內(nèi),而是從定義點(diǎn)到整個(gè)程序的結(jié)束點(diǎn)。但也可以用#undef取消其定義從而限定其作用域范圍。只用const定義常量,并不能起到其強(qiáng)大的作用。const還可修飾函數(shù)形式參數(shù)、返回值和類(lèi)的成員函數(shù)等。從而提高函數(shù)的健壯性。因?yàn)閏onst修飾的東西能受到c/c++的靜態(tài)類(lèi)型安全檢查機(jī)制的強(qiáng)制保護(hù),防止意外的修改。
(2)const修飾函數(shù)形式參數(shù)
???? 形式參數(shù)有輸入形式參數(shù)和輸出形式參數(shù)。參數(shù)用于輸出時(shí)不能加const修飾,那樣會(huì)使函數(shù)失去輸出功能。因?yàn)閏onst修飾的東西是不能改變的。
???? const只能用于修飾輸入?yún)?shù)。
???? 談const只能用于修飾輸入?yún)?shù)之前先談?wù)凜++函數(shù)的三種傳遞方式。
???? C++函數(shù)的三種傳遞方式為:值傳遞、指針傳遞和引用傳遞。簡(jiǎn)單舉例說(shuō)明之,詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)參考別的資料。
???? 值傳遞:
?????? void fun(int x){
???????????? x += 5;?????? //修改的只是y在棧中copy x,x只是y的一個(gè)副本,在內(nèi)存中重新開(kāi)辟的一塊臨時(shí)空間把y的值 送給了x;這樣也增加了程序運(yùn)行的時(shí)間,降低了程序的效率。
?????? }
?????? void main(void){
???????????? int y = 0;
???????????? fun(y);
???????????? cout<</"y = /"<<y<<endl;? //y = 0;
?????? }
???? 指針傳遞:
??????? void fun(int *x){
???????????? *x += 5;????? //修改的是指針x指向的內(nèi)存單元值
??????? }
??????? void main(void){
???????????? int y = 0;
???????????? fun(&y);
???????????? cout<<<</"y = /"<<y<<endl;? //y = 5;
??????? }
????? 引用傳遞:
???????? void fun(int &x){
???????????? x += 5;????? //修改的是x引用的對(duì)象值 &x = y;
??????? }
??????? void main(void){
???????????? int y = 0;
???????????? fun(y);
???????????? cout<<<</"y = /"<<y<<endl;? //y = 5;
??????? }
????? 看了傳遞方式后我們繼續(xù)來(lái)談“const只能用于修飾輸入?yún)?shù)”的情況。
???????? 當(dāng)輸入?yún)?shù)用“值傳遞”方式時(shí),我們不需要加const修飾,因?yàn)橛弥祩鬟f時(shí),函數(shù)將自動(dòng)用實(shí)際參數(shù)的拷貝初始化形式參數(shù),當(dāng)在函數(shù)體內(nèi)改變形式參數(shù)時(shí),改變的也只是棧上的拷貝而不是實(shí)際參數(shù)。
???????? 但要注意的是,當(dāng)輸入?yún)?shù)為ADT/UDT(用戶自定義類(lèi)型和抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型)時(shí),應(yīng)該將“值傳遞”改為“const &傳遞”,目的可以提高效率。
???????? 例如:
??????????? void fun(A a);//效率底。函數(shù)體內(nèi)產(chǎn)生A類(lèi)型的臨時(shí)對(duì)象用于復(fù)制參數(shù) a,但是臨時(shí)對(duì)象的
????????????????????????? //構(gòu)造、復(fù)制、析構(gòu)過(guò)程都將消耗時(shí)間。
??????????? void fun(A const &a);//提高效率。用“引用傳遞”不需要產(chǎn)生臨時(shí)對(duì)象,省了臨時(shí)對(duì)象的
???????????????????????????????? //構(gòu)造、復(fù)制、析構(gòu)過(guò)程消耗的時(shí)間。但光用引用有可能改變a,所以加const
???????? 當(dāng)輸入?yún)?shù)用“指針傳遞”方式時(shí),加const修飾可防止意外修改指針指向的內(nèi)存單元,起到保護(hù)作用。
???????? 例如:
??????????? void funstrcopy(char *strdest,const char *strsrc)//任何改變strsrc指向的內(nèi)存單元,
???????????????????????????????????????????????????????????? //編譯器都將報(bào)錯(cuò)
??????????? 些時(shí)保護(hù)了指針的內(nèi)存單元,也可以保護(hù)指針本身,防止其地址改變。
???????? 例如:
?????????? void funstrcopy(char *strdest,const char *const strsrc)
(3)const修飾函數(shù)的返回值
???? 如給“指針傳遞”的函數(shù)返回值加const,則返回值不能被直接修改,且該返回值只能被賦值給加const修飾的同類(lèi)型指針。
???? 例如:
??????? const char *GetChar(void){};
????? 賦值 char *ch = GetChar();//錯(cuò)誤??? const char *ch = GetChar();//正確
(4)const修飾類(lèi)的成員函數(shù)(函數(shù)定義體)
???? 任何不會(huì)修改數(shù)據(jù)成員的函數(shù)都應(yīng)用const修飾,這樣當(dāng)不小心修改了數(shù)據(jù)成員或調(diào)用了非const成員函數(shù)時(shí),編譯器都會(huì)報(bào)錯(cuò)。
???? const修飾類(lèi)的成員函數(shù)形式為:int GetCount(void)? const;
(5)用傳引用給const取代傳值
缺省情況下,C++ 以傳值方式將對(duì)象傳入或傳出函數(shù)(這是一個(gè)從 C 繼承來(lái)的特性)。除非你特別指定其它方式,否則函數(shù)的參數(shù)就會(huì)以實(shí)際參數(shù)(actual argument)的拷貝進(jìn)行初始化,而函數(shù)的調(diào)用者會(huì)收到函數(shù)返回值的一個(gè)拷貝。這個(gè)拷貝由對(duì)象的拷貝構(gòu)造函數(shù)生成。這就使得傳值(pass-by-value)成為一個(gè)代價(jià)不菲的操作。例如,考慮下面這個(gè)類(lèi)層級(jí)結(jié)構(gòu):
class Person {
public:
Person(); // parameters omitted for simplicity
virtual ~Person(); // see Item 7 for why this is virtual
...
private:
std::string name;
std::string address;
};
class Student: public Person {
public:
Student(); // parameters again omitted
~Student();
...
private:
std::string schoolName;
std::string schoolAddress;
};
現(xiàn)在,考慮以下代碼,在此我們調(diào)用一個(gè)函數(shù)—— validateStudent,它得到一個(gè) Student 參數(shù)(以傳值的方式),并返回它是否驗(yàn)證有效的結(jié)果:
bool validateStudent(Student s); // function taking a Student
// by value
Student plato; // Plato studied under Socrates
bool platoIsOK = validateStudent(plato); // call the function
當(dāng)這個(gè)函數(shù)被調(diào)用時(shí)會(huì)發(fā)生什么呢?
很明顯,Student 的拷貝構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用,用 plato 來(lái)初始化參數(shù) s。同樣明顯的是,當(dāng) validateStudent 返回時(shí),s 就會(huì)被銷(xiāo)毀。所以這個(gè)函數(shù)的參數(shù)傳遞代價(jià)是一次 Student 的拷貝構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用和一次 Student 的析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用。
但這還不是全部。一個(gè) Student 對(duì)象內(nèi)部包含兩個(gè) string 對(duì)象,所以每次你構(gòu)造一個(gè) Student 對(duì)象的時(shí)候,你也必須構(gòu)造兩個(gè) string 對(duì)象。一個(gè) Student 對(duì)象還要從一個(gè) Person 對(duì)象繼承,所以每次你構(gòu)造一個(gè) Student 對(duì)象的時(shí)候,你也必須構(gòu)造一個(gè) Person 對(duì)象。一個(gè) Person 對(duì)象內(nèi)部又包含兩個(gè)額外的 string 對(duì)象,所以每個(gè) Person 的構(gòu)造也承擔(dān)著另外兩個(gè) string 的構(gòu)造。最終,以傳值方式傳遞一個(gè) Student 對(duì)象的后果就是引起一次 Student 的拷貝構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用,一次 Person 的拷貝構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用,以及四次 string 的拷貝構(gòu)造函數(shù)調(diào)用。當(dāng) Student 對(duì)象的拷貝被銷(xiāo)毀時(shí),每一個(gè)構(gòu)造函數(shù)的調(diào)用都對(duì)應(yīng)一個(gè)析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用,所以以傳值方式傳遞一個(gè) Student 的全部代價(jià)是六個(gè)構(gòu)造函數(shù)和六個(gè)析構(gòu)函數(shù)!
好了,這是正確的和值得的行為。畢竟,你希望你的全部對(duì)象都得到可靠的初始化和銷(xiāo)毀。盡管如此,如果有一種辦法可以繞過(guò)所有這些構(gòu)造和析構(gòu)過(guò)程,應(yīng)該變得更好,這就是:傳引用給 const(pass by reference-to-const):
bool validateStudent(const Student& s);
這樣做非常有效:沒(méi)有任何構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用,因?yàn)闆](méi)有新的對(duì)象被構(gòu)造。被修改的參數(shù)聲明中的 const 是非常重要的。 validateStudent 的最初版本接受一個(gè) Student 值參數(shù),所以調(diào)用者知道它們屏蔽了函數(shù)對(duì)它們傳入的 Student 的任何可能的改變;validateStudent 也只能改變它的一個(gè)拷貝。現(xiàn)在 Student 以引用方式傳遞,同時(shí)將它聲明為 const 是必要的,否則調(diào)用者必然擔(dān)心 validateStudent 改變了它們傳入的 Student。
以傳引用方式傳遞參數(shù)還可以避免切斷問(wèn)題(slicing problem)。當(dāng)一個(gè)派生類(lèi)對(duì)象作為一個(gè)基類(lèi)對(duì)象被傳遞(傳值方式),基類(lèi)的拷貝構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用,而那些使得對(duì)象的行為像一個(gè)派生類(lèi)對(duì)象的特殊特性被“切斷”了。你只剩下一個(gè)純粹的基類(lèi)對(duì)象——這沒(méi)什么可吃驚的,因?yàn)槭且粋€(gè)基類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建了它。這幾乎絕不是你希望的。例如,假設(shè)你在一組實(shí)現(xiàn)一個(gè)圖形窗口系統(tǒng)的類(lèi)上工作:
class Window {
public:
...
std::string name() const; // return name of window
virtual void display() const; // draw window and contents
};
class WindowWithScrollBars: public Window {
public:
...
virtual void display() const;
};
所有 Window 對(duì)象都有一個(gè)名字,你能通過(guò) name 函數(shù)得到它,而且所有的窗口都可以顯示,你可一個(gè)通過(guò)調(diào)用 display 函數(shù)來(lái)做到這一點(diǎn)。display 為 virtual 的事實(shí)清楚地告訴你:一個(gè)純粹的基類(lèi)的 Window 對(duì)象的顯示方法有可能不同于專(zhuān)門(mén)的 WindowWithScrollBars 對(duì)象的顯示方法。
現(xiàn)在,假設(shè)你想寫(xiě)一個(gè)函數(shù)打印出一個(gè)窗口的名字,并隨后顯示這個(gè)窗口。以下這個(gè)函數(shù)的寫(xiě)法是錯(cuò)誤的:
void printNameAndDisplay(Window w) // incorrect! parameter
{?
// may be sliced!
std::cout << w.name();
w.display();
}
考慮當(dāng)你用一個(gè) WindowWithScrollBars 對(duì)象調(diào)用這個(gè)函數(shù)時(shí)會(huì)發(fā)生什么:
WindowWithScrollBars wwsb;
printNameAndDisplay(wwsb);
參數(shù) w 將被作為一個(gè) Window 對(duì)象構(gòu)造——它是被傳值的,記得嗎?而且使 wwsb 表現(xiàn)得像一個(gè) WindowWithScrollBars 對(duì)象的特殊信息都被切斷了。在 printNameAndDisplay 中,全然不顧傳遞給函數(shù)的那個(gè)對(duì)象的類(lèi)型,w 將始終表現(xiàn)得像一個(gè) Window 類(lèi)的對(duì)象(因?yàn)樗褪且粋€(gè) Window 類(lèi)的對(duì)象)。特別是,在 printNameAndDisplay 中調(diào)用 display 將總是調(diào)用 Window::display,絕不會(huì)是 WindowWithScrollBars::display。
繞過(guò)切斷問(wèn)題的方法就是以傳引用給 const 的方式傳遞 w:
void printNameAndDisplay(const Window& w) // fine, parameter won’t
{
// be sliced
std::cout << w.name();
w.display();
}
現(xiàn)在 w 將表現(xiàn)得像實(shí)際傳入的那種窗口。
如果你掀開(kāi)編譯器的蓋頭偷看一下,你會(huì)發(fā)現(xiàn)用指針實(shí)現(xiàn)引用是非常典型的做法,所以以引用傳遞某物實(shí)際上通常意味著傳遞一個(gè)指針。由此可以得出結(jié)論,如果你有一個(gè)內(nèi)建類(lèi)型的對(duì)象(例如,一個(gè) int),以傳值方式傳遞它常常比傳引用方式更高效。那么,對(duì)于內(nèi)建類(lèi)型,當(dāng)你需要在傳值和傳引用給 const 之間做一個(gè)選擇時(shí),沒(méi)有道理不選擇傳值。同樣的建議也適用于 STL 中的迭代器(iterators)和函數(shù)對(duì)象(function objects),因?yàn)?#xff0c;作為慣例,它們就是為傳值設(shè)計(jì)的。迭代器(iterators)和函數(shù)對(duì)象(function objects)的實(shí)現(xiàn)有責(zé)任保證拷貝的高效并且不受切斷問(wèn)題的影響。(這是一個(gè)“規(guī)則如何變化,依賴(lài)于你使用 C++ 的哪一個(gè)部分”的實(shí)例。)
內(nèi)建類(lèi)型很小,所以有人就斷定所有的小類(lèi)型都是傳值的上等候選者,即使它們是用戶定義的。這樣的推論是不可靠的。僅僅因?yàn)橐粋€(gè)對(duì)象小,并不意味著調(diào)用它的拷貝構(gòu)造函數(shù)就是廉價(jià)的。很多對(duì)象——大多數(shù) STL 容器也在其中——容納的和指針一樣,但是拷貝這樣的對(duì)象必須同時(shí)拷貝它們指向的每一樣?xùn)|西。那可能是非常昂貴的。
即使當(dāng)一個(gè)小對(duì)象有一個(gè)廉價(jià)的拷貝構(gòu)造函數(shù),也會(huì)存在性能問(wèn)題。一些編譯器對(duì)內(nèi)建類(lèi)型和用戶定義類(lèi)型并不一視同仁,即使他們有同樣的底層表示。例如,一些編譯器拒絕將僅由一個(gè) double 組成的對(duì)象放入一個(gè)寄存器中,即使在常規(guī)上它們非常愿意將一個(gè)純粹的 double 放入那里。如果發(fā)生了這種事情,你以傳引用方式傳遞這樣的對(duì)象更好一些,因?yàn)榫幾g器理所當(dāng)然會(huì)將一個(gè)指針(引用的實(shí)現(xiàn))放入寄存器。
小的用戶定義類(lèi)型不一定是傳值的上等候選者的另一個(gè)原因是:作為用戶定義類(lèi)型,它的大小常常變化。一個(gè)現(xiàn)在較小的類(lèi)型在將來(lái)版本中可能變得更大,因?yàn)樗膬?nèi)部實(shí)現(xiàn)可能會(huì)變化。甚至當(dāng)你換了一個(gè)不同的 C++ 實(shí)現(xiàn)時(shí),事情都可能會(huì)變化。例如,就在我這樣寫(xiě)的時(shí)候,一些標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的 string 類(lèi)型的實(shí)現(xiàn)的大小就是另外一些實(shí)現(xiàn)的七倍。
通常情況下,你能合理地假設(shè)傳值廉價(jià)的類(lèi)型僅有內(nèi)建類(lèi)型及 STL 中的迭代器和函數(shù)對(duì)象類(lèi)型。對(duì)其他任何類(lèi)型,請(qǐng)遵循本 Item 的建議,并用傳引用給 const 取代傳值。
Things to Remember
·用傳引用給 const 取代傳值。典型情況下它更高效而且可以避免切斷問(wèn)題。
·這條規(guī)則并不適用于內(nèi)建類(lèi)型及 STL 中的迭代器和函數(shù)對(duì)象類(lèi)型。對(duì)于它們,傳值通常更合適。
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與50位技術(shù)專(zhuān)家面對(duì)面20年技術(shù)見(jiàn)證,附贈(zèng)技術(shù)全景圖總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的const 和 static 的作用的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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