面试题：C++ 中值传递和引用传递的区别？

在 C++ 中，值传递和引用传递是两种不同的参数传递方式，它们在性能、内存使用和语义上有显著区别。以下是它们的详细对比：

1. 值传递（Pass by Value）

定义

值传递是指将实参的值复制一份传递给形参。
形参是实参的一个副本，对形参的修改不会影响实参。

特点

内存开销：每次调用都会复制实参的值，可能占用较多内存（特别是对于大型对象）。
性能：对于大型对象，复制操作可能影响性能。
安全性：对形参的修改不会影响实参，避免副作用。

示例

void modifyValue(int x) {
    x = 10; // 修改形参的值
}

int main() {
    int a = 5;
    modifyValue(a); // 值传递
    std::cout << a << std::endl; // 输出 5（实参未被修改）
    return 0;
}

2. 引用传递（Pass by Reference）

定义

引用传递是指将实参的引用（别名）传递给形参。
形参是实参的别名，对形参的修改会直接影响实参。

特点

内存开销：只传递引用（通常是指针大小），不复制实参，内存开销小。
性能：避免复制操作，性能更高（特别是对于大型对象）。
安全性：对形参的修改会影响实参，可能引入副作用。

示例

void modifyReference(int& x) {
    x = 10; // 修改形参的值
}

int main() {
    int a = 5;
    modifyReference(a); // 引用传递
    std::cout << a << std::endl; // 输出 10（实参被修改）
    return 0;
}

3. 常量引用传递（Pass by Const Reference）

定义

常量引用传递是指将实参的常量引用传递给形参。
形参是实参的别名，但不能通过形参修改实参。

特点

内存开销：只传递引用，不复制实参。
性能：避免复制操作，性能更高。
安全性：防止意外修改实参，同时避免复制开销。

示例

void printValue(const int& x) {
    std::cout << x << std::endl;
    // x = 10; // 错误：不能修改常量引用
}

int main() {
    int a = 5;
    printValue(a); // 常量引用传递
    return 0;
}

4. 值传递 vs 引用传递

特性	值传递	引用传递	常量引用传递
内存开销	复制实参的值，内存开销大	只传递引用，内存开销小	只传递引用，内存开销小
性能	对于大型对象，性能较差	避免复制操作，性能较高	避免复制操作，性能较高
安全性	对形参的修改不会影响实参	对形参的修改会影响实参	不能通过形参修改实参
使用场景	小型对象或不需要修改实参的场景	需要修改实参或避免复制的场景	不需要修改实参但避免复制的场景

5. 示例对比

值传递

void squareValue(int x) {
    x = x * x;
}

int main() {
    int a = 5;
    squareValue(a);
    std::cout << a << std::endl; // 输出 5（实参未被修改）
    return 0;
}

引用传递

void squareReference(int& x) {
    x = x * x;
}

int main() {
    int a = 5;
    squareReference(a);
    std::cout << a << std::endl; // 输出 25（实参被修改）
    return 0;
}

常量引用传递

void printSquare(const int& x) {
    std::cout << x * x << std::endl;
}

int main() {
    int a = 5;
    printSquare(a); // 输出 25
    return 0;
}

6. 总结

传递方式	优点	缺点	适用场景
值传递	安全，避免副作用	内存开销大，性能差	小型对象或不需要修改实参的场景
引用传递	内存开销小，性能高	可能引入副作用	需要修改实参或避免复制的场景
常量引用传递	内存开销小，性能高，安全	不能修改实参	不需要修改实参但避免复制的场景

根据具体需求选择合适的参数传递方式，可以提高代码的性能和安全性。

THE END

C++ 基础面试题