对象更有用的玻璃罩

1、对象更有用的玻璃罩原创案例讲解”玻璃罩 const ”系列的三篇文章： 1. 使用常对象为共用数据加装一个名为 const 的玻璃罩 2. 常( const )+ 对象 + 指针：玻璃罩到底保护哪一个 3. 对 象更有用的玻璃罩常引用本文讲在基于对象的程序设计中，函数中传递参数使用 更广泛的技术，利用引用及常引用的话题。 先从引用的 作用开始谈起。一、引用用在参数传递中的优势：带回修改值及节省开 支 先从一个经典的例子开始。 假如现在要交换两个 整数，编写出的程序如下： cpp view plaincopyprint?/ 程序 1 #include <iostream> using

2、 namespace std; void swap(int x, int y); / 用整形本身做形参 int main() int a=5,b=3; swap(a,b);/ 函数调用时传值cout<<a=<<a<< , b=<<b<<endl; / 输出 a=5,b=3 ，根本不能完成交换值 system(pause); return 0; void swap(int x,int y) int t; t=x; x=y; y=t; 这个程序无法完成任务。 因为在第 9 行调用 swap() 函数时， 将实参 a,b 的值传递给了 实参

3、x,y，函数swap()在执行时，确实也交换了 x和y。但 是，任务最终交换 a 和 b 的要求却不能完成，前述的交换已 经与 a,b 无关。 在传统 C 语言中，可以利用指针实现在 函数中改变实参所对应存储单元的值。 cpp view plaincopyprint?/ 程序 2 #include <iostream>using namespace std; void swap(int *x, int *y); int main() int a=5,b=3; swap(&a,&b); /将 a 和 b 的地址值传递给形式参数 x 和 y cout<<a=

4、<<a<< , b=<<b<<endl; / 将输出 a=3, b=5 ，交换成功 system(pause);return 0; void swap(int *x,int *y) /x 指向 a， y 指向 b int t;t=*x;*x=*y;II对*x 的修改，即是对实参a的修改*y=t;II对*y的修改，即是对实参b 的修改 在将实际参数 a 和 b 的地址值传递给形式 参数 x 和 y 后， swap() 函数中所做出的针对 x 和 y 所指向的 单元的修改，改的就是 a和b的值。函数调用完后，尽管 x 和 y 的生命周期结束，但“交换

5、”的结果却留在了 main() 函数 中。 在 C+ 中，引入了引用类型专门处理此类问题。 cpp view plaincopyprint?II 程序 3 #include <iostream>using namespace std;void swap(int &x, int&y); int main() int a=5,b=3;swap(a,b); IIa 即是 x， b 即是 y cout<<a=<<a<< , b=<<b<<endl;II将输出 a=3, b=5 ，交换成功system(pause);

6、return 0; void swap(int &x,int &y) /x即是 a ，y 即是 b int t; t=x; x=y;/ 对 x 的修改，即是对实参 a 的修改 y=t; /对 y 的修改， 即是对实 参b的修改 在第9行调用函数swap()时，按函数 传值的特点和引用类型的含义，x与a共用存储单元，y与b 共用存储单元， 所以在执行函数 swap 时，对 x 和 y 的修改， 就是对a和b的修改。函数调用完后，x和y的生命周期结 束了，但 a 和 b 显然保存的是交换后的值。略做一个总结，可以发现程序 3中的诸多优势。程序 3与程序 2 相比，都能实现在函数中修

7、改实参对应的值，但在实现中，不 用意识到地址的存在，并且从调用的角度， swap(a,b) 比 swap(&a,&b) 直观、简单的多，这会有效减少程序 中在调用时可能犯的错误。程序 2 中需要两个存储地址值的 单元x和y，而程序3中的x和y直接用的就是a和b的单 元，从空间角度，节省了可能我们并不在意的一点点空间。 程序 3 与程序 1 相比，两者在调用的形式上完全一样，函数 体的写法完全一样，仅是函数原型中有些许差别。但是，程 序 3 之伟大之一在于，可以在函数中对实参的值进行修改， 而程序 1 却不行。另外一个显著区别在于，程序 1 在调用 sway() 时，要为形参分配

8、存储单元，然后将实参的值写入， 而程序 3 中 x 和 y 直接用的就是 a 和 b 的单元， 不用分配空 间，也不用花时间赋值。从本例中，程序 1 的空间多占用 8个字节( x 和 y 分别 4 字节)，赋值要多占用一点点时间，这 点空间和时间微不足道。但是，如果形参和实参是对象，并 且数据成员比较多，尤其是某些成员是数组等占用空间很大 时，引用的机制带来的在开支上的节约就不是可以轻言忽略 了。 综上，鉴于可以实现修改的功能，以及在空间、时 间上的巨大优势，可以提高程序的执行效率。当函数参数中 需要涉及对象 (类 )时，我们用引用类型。引用，专为对象而生！二、类对象的引用做形式参数 看一个例

9、子： cpp view plaincopyprint?/ 程序 4 #include <iostream> using namespace std;class Test private:int x; int y; public:Test(int a, intb)x=a;y=b;void printxy() const;voidsetX(int n) x=n; void setY(int n) y=n; ; void Test:printxy() const cout<<x*y=<<x*y<<endl; void doSomething(Test

10、&p1) / 形参是引用类型 p1.setX(5); p1.printxy( ); void main(void) Test t1(3,5); doSomething(t1); / 实参是对象， t1 和 p1 是同义词， p1 占 用的就是 t1 的地址t1.printxy();system(pause); 可以知道，程序执行的结果是输出了两次： x*y=25 。第一次的输出表明，在调用 doSomething() 函数中， t1 的 x 数据成员被修改；而第 2 次 的输出则说明，这个修改确实影响了实参 t1 ，尽管随着程序 调用结束，这种引用关系已经解除。 这是一件令人感到 快意

11、的事。 但，问题由此而生。 如果在需求中， doSomething() 函数确定为不允许修改t1，这种机制不正好成了bug的温床，当程序员无意中错误地写入了诸如第 22 行对数据成员修改 的语句，这种错误将被编译器包庇下来。假如项目灰常大， 那是令人抓狂的后果。 为了限制这种无意的修改，我们 想到了玻璃罩 const 。三、用对象的常引用做形参所谓对象的常引用，就是将引用用 const 进行限定。 自然，引用不能被修改。 将 对象说明为常引用形式是：const 类型名 &对象名 ; 下面是用对象的常引用做形参的例子。 cpp view plaincopyprint?/ 程序 5 #in

12、clude <iostream> using namespace std; class Test private: int x;int y; public:Test(int a, intb)x=a;y=b;void printxy() const;voidsetX(int n) x=n;void setY(int n) y=n; ;/形参是常引用void Test:printxy() const cout<<x*y=<<x*y<<endl; void doSomething(const Test &p1)“Test:setX不能: 将“

13、this 指针从“ const Test 转换为“ Test& p1.printxy( );void main(void)Test t1(3,5);doSomething(t1); / 实参是对象system(pause);第 22 行在编译p1.setX(5); /将招致错误error C2662:时会出现错误，这说明用常引用做形参可以避免函数中对对 象的修改。无论实际参数是否为常对象，这种限制都是存在 的。四、小结 在对象做函数的形式参数时，用对象的引 用做形式参数是一个直观且高效的处理方法，提倡用好。 当不允许在函数体内对参数的值作出修改时，常将形式参数 指定为const，这也是

14、需要用好的 C+的特性。五、玻璃罩系列总结 我将 const 比喻为一个玻璃罩， 由const决定的“常XX的目标就是防止出现不该发生的对变 量/对象的改变，“只许看不许摸”式的限制，成了一个有效的 机制。 下面将限制由严格到更灵活做个排列，也作为对 系列文章的总结。方法示例含义详解链接使用常对象 Test const t1; 或 const Testt1;对象在初始化之后，在任何情况下都不能被修改。这是最严格的限制。（整体任何时候、任何场合都不能改）名为 const 的玻璃罩 类中定义常数据成员 class Testconst int x;Test 类的任一对象，其数据成员 x 均不能被修改

15、；访问 x 的成员函数也必 须为常成员函数。（对象中的某一特定部分在任何时候、任何场合都不能改） 名为 const 的玻璃罩类中定义常成员函数 class Test int x;void f（） const;f 函数中，对本类的数据成员， 可以访问，但不可以修改 （在 本函数之外， 随便；但进了本函数所管辖范围， 谁都不要改， 无论是在其他场合可改变的非 const 对象，还是在其他场合 也不能改变的 const 对象。 f 的地盘 f 做主。）名为 const 的玻璃罩函数参数中使用指向常对象的指针作形式参数 void f（const Test *p1, Test *p2） 通过 *p1 访问实参的对象，无论对象是否加了 const 限定，都不可以 被修改。 而在同一个函数中， p2 所指向的对象却是可以被修 改的。（在 f 的地盘上，根据声明区别对待，不该改的别该，该改 的任你改。民主社会的追求。 ）用指针避免了函数调用中“大”对象的复制， 可以提高效