面试题：C++中常引用作为函数参数传递的优势

Question

请阐述在C++中，将常引用作为函数参数传递相较于值传递有哪些优势？并举例说明在实际代码中，哪些场景适合使用常引用进行参数传递。

Answer 1

优势

1. 提高效率：值传递时会对实参进行拷贝，对于复杂对象，拷贝操作开销较大。而常引用传递不会产生拷贝，直接操作实参，能显著提高程序运行效率。例如，传递一个包含大量数据成员的自定义类对象，值传递的拷贝过程会耗费较多时间和内存，而常引用传递避免了这一开销。
2. 避免修改实参：常引用确保函数内部不会修改传入的实参，保证了实参数据的安全性。这在很多场景下是必要的，比如读取配置文件内容等操作，只需要使用数据，而不希望函数内部意外修改数据。

适合场景

1. 大型对象传递：当传递大的结构体或类对象时，使用常引用能避免昂贵的拷贝操作。例如，一个包含图像数据的类对象：

class Image {
public:
    // 图像数据相关成员和方法
    Image(int width, int height);
private:
    unsigned char* data;
    int width, height;
};

void processImage(const Image& img) {
    // 处理图像，例如计算图像的平均亮度等，不会修改img
}

2. 只读数据传递：当函数仅需要读取参数数据，不需要修改时，使用常引用保证数据不被意外修改。比如获取学生信息并打印：

class Student {
public:
    Student(const std::string& name, int age);
    std::string getName() const;
    int getAge() const;
private:
    std::string name;
    int age;
};

void printStudentInfo(const Student& student) {
    std::cout << "Name: " << student.getName() << ", Age: " << student.getAge() << std::endl;
}

3. 传递临时对象：在函数调用时，如果实参是一个临时对象（如函数返回值等），使用常引用传递可避免不必要的临时对象拷贝。例如：

std::string getString() {
    return "Hello";
}

void processString(const std::string& str) {
    // 处理字符串
}

// 调用
processString(getString());

这里getString()返回的临时std::string对象通过常引用传递给processString，避免了额外拷贝。