c++ - 什么时候通过引用传递不是一个好主意？

Question

这是一个我从未真正理解过的内存分配问题。

void unleashMonkeyFish()  {      MonkeyFish * monkey_fish = new MonkeyFish();    std::string localname = "Wanda";      monkey_fish->setName(localname);      monkey_fish->go();  }  

在上面的代码中，我在堆上创建了一个 MonkeyFish 对象，为其分配了一个名称，然后将其释放到世界上。假设已分配内存的所有权已转移到 MonkeyFish 对象本身 - 只有 MonkeyFish 本身会决定何时死亡和删除自己。

现在，当我在 MonkeyFish 类中定义“name”数据成员时，我可以选择以下之一:

std::string name;std::string & name;

当我在 MonkeyFish 类中定义 setName() 函数的原型(prototype)时，我可以选择以下之一:

void setName( const std::string & parameter_name );void setName( const std::string parameter_name );

我希望能够最大限度地减少字符串拷贝。事实上，如果可以的话，我想完全消除它们。所以，我似乎应该通过引用传递参数...对吗？

让我感到困扰的是，一旦 unleashMonkeyFish() 函数完成，我的 localname 变量似乎将超出范围。这是否意味着我被迫通过拷贝传递参数？或者我可以通过引用传递它并以某种方式“摆脱它”吗？

基本上，我想避免这些情况:

1. 我不想设置 MonkeyFish 的名称，只是为了让 localname 字符串的内存在 unleashMonkeyFish() 函数终止时消失。 (这似乎会很糟糕。)
2. 如果可以的话，我不想复制字符串。
3. 我宁愿不要新本地名

我应该使用什么样的原型(prototype)和数据成员组合？

澄清:多个答案建议使用 static 关键字来确保在 unleashMonkeyFish() 结束时不会自动取消分配内存。由于此应用程序的最终目标是释放 N 只 MonkeyFish(所有这些都必须具有唯一的名称)，因此这不是一个可行的选择。 (是的，MonkeyFish - 善变的生物 - 经常改名，有时一天改好几次。)

编辑:Greg Hewgil 指出将名称变量存储为引用是非法的，因为它没有在构造函数中设置。我将按原样保留问题中的错误，因为我认为我的错误(以及 Greg 的更正)可能对第一次看到此问题的人有用。

Answer 1

一种方法是让你的字符串

std::string name;

作为对象的数据成员。然后，在 unleashMonkeyFish 函数中像您一样创建一个字符串，然后像您展示的那样通过引用传递它

void setName( const std::string & parameter_name ) {
    name = parameter_name;
}

它会做你想做的事——创建一个拷贝来将字符串复制到你的数据成员中。如果你分配另一个字符串，它并不像它必须在内部重新分配一个新的缓冲区。可能，分配一个新字符串只是复制几个字节。 std::string 具有保留字节的能力。所以你可以调用“name.reserve(25);”在你的构造函数中，如果你分配更小的东西，它可能不会重新分配。 (我做过测试，如果你从另一个 std::string 赋值，看起来 GCC 总是重新分配，但如果你从 c 字符串赋值则不会。They say 它们有一个写时复制字符串，这可以解释那种行为)。

您在 unleashMonkeyFish 函数中创建的字符串将自动释放其分配的资源。这是这些对象的关键特征——它们管理自己的东西。类有一个析构函数，一旦对象死亡，它们就用它来释放分配的资源，std::string 也有。在我看来，你不应该担心函数中有 std::string 本地。无论如何，它很可能不会对您的表现产生任何影响。一些 std::string 实现(msvc++afaik)有一个小缓冲区优化:对于一些小的限制，它们将字符保存在嵌入式缓冲区中而不是从堆中分配。

编辑:

事实证明，对于具有高效 swap 实现(恒定时间)的类，有一种更好的方法可以做到这一点:

void setName(std::string parameter_name) {
    name.swap(parameter_name);
}

之所以更好，是因为现在调用者知道参数正在被复制。编译器现在可以轻松应用返回值优化和类似的优化。例如考虑这种情况

obj.setName("Mr. " + things.getName());

如果您让 setName 获取一个引用，那么在参数中创建的临时对象将绑定(bind)到该引用，并且在 setName 中它将被复制，并且在它返回，临时的将被销毁 - 无论如何这是一个一次性产品。这只是次优的，因为可以使用临时文件本身，而不是它的拷贝。参数不是引用将使调用者看到参数无论如何都被复制，并使优化器的工作更加容易 - 因为它不必内联调用来看到参数无论如何都被复制。

如需进一步解释，请阅读优秀文章 BoostCon09/Rvalue-References