从引用传递到设计模式

1 值传递值传递实际上是，拷贝实参的值传给形参，常用于“小对象” （small objects）int fact（int val） // factorial of val
{
int ret = 1;

// assign ret * val to ret and decrement val
while （val > 1）
ret *= val--;

return ret;
}调用该函数：cout << "5！ is " << fact（5） << endl;<Effective C++> 中提及，值传递适用的“小对象”为：内置类型（built-in types），STL迭代器，函数对象类型（function object types）<C++ Programming Lauguage> 中有一个小例子，只包含一对 int 型数据成员（x 和 y）的 Point 类，也可视为小对象void Point::operator+=（Point delta）; // pass-by-value2 引用传递引用传递不涉及拷贝，传递给形参的是实参变量的引用，常用来传递“大数值” （large values）使用引用传递，有两个优点：更高效，防切断2.1 更高效下面是 Person 基类，及其派生类 Student 的定义// class Person and its subclass Student
class Person{
public:
Person（）;
virtual ~Person（）;
private:
std::string name;
std::string address;
};class Student: public Person{
public:
Student（）;
~Student（）;
private:
std::string schoolName;
std::string schoolAddress;
};现有一个验证学生身份的函数，形参为值传递，则拷贝实参给形参的代价是：调用基类 Person 的构造函数一次，基类内 string 型数据成员的构造函数两次，派生类 Student 的构造函数一次，派生类内 string 型数据成员两次，最后还会调用相应的析构函数六次，共计十二次调用，自然效率低下。而使用引用传递，并不涉及拷贝操作，故而显著的提高了效率。// 1） pass-by-value
bool validateStudent（Student s）;// 2） pass-by-reference-to-const
bool validateStudent（const Student& s）;2.2 防切断下面的例子中，派生类 WindowWithScrollBars 中，重写了基类 Window 的虚函数 display// base class Window
class Window{
public:
std::string name（） const; // return name of window
virtual void display（） const; // draw window and contents
};class WindowWithScrollBars : public Window {
public:
virtual void display（） const;
};在 printNameAndDisplay 函数中，调用了 dispaly 函数，而形参若采用值传递方式，则会发生“切断” （slicing），即 wwsb 调用的是 Window::display（）// pass-by-value is incorrect
void printNameAndDisplay（Window w）
{
std::cout << w.name（）;
w.display（）;
}// WindowWithScrollBars object will be sliced off
WindowWithScrollBars wwsb;
printNameAndDisplay（wwsb）;因为在 printNameAndDisplay 中，并不修改传递进来的参数。因此，可使用 pass-by-const-reference 的形式，避免“切断”的发生3 动态绑定上面"切断"的例子，实际上涉及的是 C++ 的动态绑定机制（dynamic binding），而动态绑定的一个关键就是引用传递，下面看个更形象的例子：class Quote {
public:
std::string isbn（） const;
virtual double net_price（std::size_t n） const;
};// Bulk_quote inherits from Quote
class Bulk_quote : public Quote {
public:
double net_price（std::size_t） const override;
};在 cal_total 函数中，需要调用 net_price，采用 pass-by-const-reference 形式// calculate the price
double cal_total（const Quote &item, size_t n）
{
double ret = item.net_price（n）;
return ret;
}实际程序中，调用 Quote::net_price 还是 Bulk_quote::net_price 取决于传递进来的参数// basic is type Quote; bulk is type Bulk_quote
cal_total（basic, 20）; // calls Quote::net_price
cal_total（bulk, 20）; // calls Bulk_quote::net_priceC++ 的动态绑定也叫“迟邦定”，它使程序直到运行时，才基于引用或指针绑定的对象类型，来选择调用哪个虚函数4 设计模式前面说到，动态绑定的一个关键是引用传递。实际上，它还有另一个关键 — 虚函数，例 2.2 中的 display 为虚函数，例 3 中的 net_price 同样也是虚函数。4.1 模板方法有一种编程惯例叫做 NVI （non-virtural interface） — 非虚拟接口：将所有的共有函数（public）声明为非虚拟的，也即虚函数声明为私有或保护（private or protected）该惯例 NVI 的实现，是通过一种设计模式 —— 模板方法（template method）来完成的 1） AbstractClass: TemplateMethod 为非虚成员函数（public），函数体内调用 PrimitiveOperation1 和 PrimitiveOperation2 两个虚函数（protected） 2） ConcreteClass: 继承自 AbstractClass, 重写了两个虚函数 PrimitiveOperation1 和 PrimitiveOperation24.2 代码实现按该模式则例 3 中 Quote 里，可将 cal_total 声明为公有非虚成员函数，net_price 则声明为保护型，Bulk_quote 公有继承自 Quote，且重写虚函数 net_price但在实际中，只有当 cal_total 内至少包含两个类似 net_price 的操作函数（比如先调用 net_price 再 print_price），才有使用设计模式的必要下面是模板方法模式的简单示例：class AbstractClass {
public:
...
void TemplateMethod（）;
protected:
virtual void PrimitiveOperation1（） = 0;
virtual void PrimitiveOperation2（） = 0;
};class ConcreteClass : public AbstractClass {
...
protected:
void PrimitiveOperation1（） override;
void PrimitiveOperation2（） override;
};void AbstractClass::TemplateMethod（）
{
PrimitiveOperation1（）;
PrimitiveOperation2（）;
}由上面的例子可以看到，模板方法是关于基类如何调用派生类内操作函数的，是一种反向控制结构，常用于代码复用。这种反向结构也体现了一个设计原则，即好莱坞原则 — “不要给我们打电话，我们会打给你”小结：1） use pass-by-value for small objects；use pass-by-const-reference to pass large values that you don’t need to modify2） dynamic binding happens when a virtual function is called through a reference （or a pointer） to a base class3） Tempalte method pattern - define the skeleton of an algorithm in an operation, deferring some steps to subclasses.4） Hollywood principle - don"t call us, we"ll call you参考资料： <C++ Programming Language_4th> ch 12.2.1 <Effective C++_3rd> item 20 <C++ Primer_5th> ch 6.2, ch 15.1 <Design Patterns>更多详情见请继续阅读下一页的精彩内容： http://www.linuxidc.com/Linux/2016-04/130795p2.htm