C++ 函数参数传递方式与程序设计模式的关系

C 中函数参数传递方式与程序设计模式紧密相关，不同的传递方式将影响函数行为和模式选择。按值传递副本传递变量，适合不可变对象或复制成本高的对象。按引用传递直接操作变量，适合输入输出参数、大型对象和观察者模式。按指针传递允许处理动态数据结构和 NULL 指针。在选择传递方式时，应考虑对象特性、函数操作和程序设计模式，以实现效率和设计目标。

C 函数参数传递方式与程序设计模式的关系

在 C 中，函数参数可以按值、按引用或按指针传递。不同的传递方式会影响函数行为、内存使用和程序设计模式的选择。

传递方式

• 按值传递：参数副本传递给函数，函数操作副本值，不会影响调用方变量。
• 按引用传递：参数引用传递给函数，函数直接操作调用方变量。
• 按指针传递：参数指针传递给函数，函数通过指针间接操作调用方变量。

程序设计模式

传递方式与程序设计模式关系密切：

按值传递：

• 不可变对象：如果函数不修改对象状态，宜用按值传递。
• 拷贝构造和赋值操作代价高：如果复制对象的成本较高，应避免按值传递。

按引用传递：

• 输入输出参数：当函数既返回结果又修改参数时，适合用引用传递。
• 大型对象：当对象很大，复制代价较高时，可用引用传递。
• 观察者模式：观察者函数应按引用传递，以便观察对象状态的变化。

按指针传递：

• NULL 指针：当函数接受一个可能为 NULL 的指针时，应按指针传递。
• 动态数据结构：指针传递允许函数处理动态分配的数据结构，例如链表和树。

实战案例

考虑以下函数，其交换两个整数：

void swap_by_value(int a, int b)
{
  int tmp = a;
  a = b;
  b = tmp;
}

void swap_by_reference(int& a, int& b)
{
  int tmp = a;
  a = b;
  b = tmp;
}

按值传递（swap_by_value）

• 副本传递，不会影响调用方变量。
• 适合不可变对象（例如字符串）的交换操作。

按引用传递（swap_by_reference）

• 直接操作调用方变量。
• 适合可变对象（例如整数）的交换操作。

使用考虑

如果在调用 swap_by_value 函数时，传递了两个大型整数，则会进行不必要的复制操作。相反，如果传递的是不可变的字符串，则按值传递更高效。

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