關於const修飾的引用作為引數傳遞和non-member, non-friend函式

licup123發表於2009-01-06
函式
1. 關於引用。
引用本身就意味著“不進行復制”，它只是一個別名罷了，所以不會有構造和析構的開銷。這與是否使用了const是無關的。

注意即使是const引用，也不保證“不修改資料”。這可以從兩個方面來理解。
一方面，C++存在一個關鍵字mutable，用它修飾的類成員，即使在const成員函式中也是可以修改的。
舉例來說，你實現了一個類，用它表示硬碟，則在對它進行讀取時，可能希望把這個read函式定義為const成員函式，因為讀取資料之時並不會修改到硬碟中的資料。然而現實並不是那麼完美。你的硬碟是帶緩衝區的，在讀取之時可能會修改到緩衝區的資料，這與前面的const發生了矛盾。一種解決辦法就是把緩衝區資料宣告為mutable，這樣即使在const成員函式中也可以對它進行修改。
另一方面，C++還提供了一個const_cast。雖然一般用不到，但正所謂“只要有可能犯錯，就會有人犯錯”，一旦把一個const引用轉化為non-const引用，“無法修改”這個限制都成為了空談。

可見const引用也有修改資料的可能（雖然可能性極其的小）。
因此，為const引用複製一份資料的做法不僅是低效的，而且還是錯誤的。



2. 關於non-member, non-friend函式。
用不著想那麼多，std::vector本身就是很好的例子了。
std::vector功能不少。可以線性的儲存資料，各元素緊密排列，可以動態增長，可以修改插入刪除等等等等。但是它也並沒有包羅永珍。比如排序，比如查詢，這些操作都沒有作為成員函式來提供，而是用了non-member, non-friend的函式。

為什麼要將排序等操作單獨列出來，而不再作為成員函式呢？因為設計者認為，std::vector的成員函式已經“足夠多”了。這些函式已經構成了一組“完備”的操作集。即是說，其它的操作完全可以通過現有的成員函式，利用各種組合來實現。為此，沒有必要再繼續的增加成員函式的數量。
從維護的難度上看，如果std::vector提供排序的功能，則當std::vector的實現被修改時，其排序的程式碼難免也要被修改。但正如我們現在所看到的，無論std::vector的實現如何修改，std::sort卻可以始終如一，這正是non-member, non-friend函式的優勢。

以模組的觀點來看，std::vector是“可變長度的陣列”模組，而排序是屬於“演算法”的模組，兩者沒有必要放在一起（若讓排序成為std::vector的成員函式，則顯然是放在一起了）。在進行模組設計之時，總的原則就是外鬆內緊。即模組之間的聯絡儘可能的少，模組內部各事物的聯絡則往往非常的多。

當然了，具體的設計總是見仁見智。哪些功能放在同一模組，哪些功能放在不同模組，這個沒有標準做法，尺度只有靠設計者自己把握。
有的設計也確實把排序和可變陣列做到了同一個class之中，這也並不是錯誤。我確實可以舉出例子。比如Irrlicht（一個開源的遊戲引擎），它就有一個集合了可變陣列和排序功能的類。
一切都是根據需要，沒有最正確的，只有最合適的。

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