面试题：C++ 中函数参数按值传递和按引用传递的区别

Question

请详细阐述在 C++ 中函数参数按值传递和按引用传递的具体区别，包括对内存使用、性能以及函数内对参数修改后对原变量影响等方面。同时，分别给出一个按值传递和按引用传递的简单代码示例。

Answer 1

值传递和引用传递的区别

1. 内存使用：
   • 值传递：在函数调用时，实参的值会被复制到形参的内存空间中。这意味着函数内部对形参的操作不会影响实参的原始值。形参有自己独立的内存空间，与实参的内存空间不同。
   • 引用传递：引用传递时，形参实际上是实参的别名，它们共享相同的内存空间。并没有新的内存空间为形参分配，形参直接指向实参的内存位置。
2. 性能：
   • 值传递：由于需要复制实参的值，对于较大的对象（如复杂结构体或大型数组），值传递的复制操作可能会消耗较多的时间和内存，性能较低。
   • 引用传递：引用传递不需要复制对象，只是传递对象的地址，因此在传递大型对象时，性能通常会比值传递好。
3. 函数内对参数修改后对原变量影响：
   • 值传递：函数内对形参的修改不会影响实参，因为形参和实参在不同的内存空间。
   • 引用传递：函数内对形参的修改会直接影响实参，因为形参和实参共享内存空间。

代码示例

1. 值传递示例：

#include <iostream>

void incrementByValue(int num) {
    num++;
}

int main() {
    int value = 5;
    incrementByValue(value);
    std::cout << "Value after function call: " << value << std::endl;
    return 0;
}

在上述代码中，incrementByValue 函数采用值传递，函数内对 num 的修改不会影响 main 函数中的 value 变量。

2. 引用传递示例：

#include <iostream>

void incrementByReference(int& num) {
    num++;
}

int main() {
    int value = 5;
    incrementByReference(value);
    std::cout << "Value after function call: " << value << std::endl;
    return 0;
}

在这个代码中，incrementByReference 函数采用引用传递，函数内对 num 的修改会直接影响 main 函数中的 value 变量。