面试题：C++中常引用在函数参数传递中的应用

Question

请解释在C++函数参数传递中，使用常引用相较于值传递和普通引用有哪些优势？并举例说明在什么场景下应优先使用常引用作为函数参数。

Answer 1

常引用相较于值传递和普通引用的优势：

1. 性能优势：
   • 与值传递对比：值传递时，函数会创建参数的副本，对于复杂对象（如大型结构体或类对象），副本创建开销大。而常引用传递不会创建副本，直接引用原对象，大大提高了效率。例如，传递一个包含大量数据成员的自定义类对象，如果使用值传递，每次调用函数都要复制整个对象，而常引用只需传递一个引用（本质上类似指针，占用空间小）。
   • 与普通引用对比：普通引用和常引用在传递效率上类似，都不创建副本。但常引用能保证函数内部不会修改传入对象的值，这在一些场景下是更安全和合适的选择。
2. 数据安全性：
   • 与普通引用对比：普通引用允许函数内部随意修改传入对象的值。而常引用确保函数内部只能读取对象，不能修改，提供了数据的只读访问，防止意外修改导致的错误。例如在一些读取数据的函数中，不希望函数对传入的数据进行修改，常引用就能很好地保证这一点。

优先使用常引用作为函数参数的场景：

1. 只读操作场景：当函数仅对传入对象进行读取操作，不进行修改时，应优先使用常引用。例如：

#include <iostream>
#include <string>
class MyClass {
public:
    std::string data;
    MyClass(const std::string& s) : data(s) {}
};
void printData(const MyClass& obj) {
    std::cout << "Data: " << obj.data << std::endl;
}
int main() {
    MyClass myObj("Hello, World!");
    printData(myObj);
    return 0;
}

在上述代码中，printData函数只需要读取MyClass对象的数据并打印，使用常引用既能提高效率（避免对象复制），又能保证对象数据不被修改。 2. 传递大型对象场景：当传递大型结构体或类对象时，为了避免值传递带来的高开销复制，应使用常引用。例如传递一个包含大量成员变量的游戏场景数据结构体给一个用于渲染场景的函数，使用常引用可以显著提高性能。