07、语义和引用语义

同样是在函数里把参数改成 2，有时调用者的变量不变，有时却跟着改变。区别不在赋值语句，而在于：函数操作的是一个新对象，还是原对象的另一个名字。

值语义与引用语义先看可观察结果

本文使用 C++17。对于 int，按值传参会建立独立形参；按非 const 左值引用传参，形参绑定到调用者对象。修改前者只影响副本，修改后者会作用于原对象。

“值语义”描述的是独立值的行为，不代表所有类型都只做几个字节的浅拷贝；一个 vector 的复制通常需要复制元素，一个裸指针的复制却只复制地址，所指对象仍可能共享。

按值传递：先复制，再改副本

设调用者有 value = 100，函数接收 int v。调用时 v 得到 100，之后将 v 改成 2，调用者的 value 仍为 100。

这里有两个独立 int 对象。编译器可以优化具体指令，但不能因此改变程序允许观察到的结果。

引用传递：两个名字，一个对象

把参数改成 int& v，v 绑定到原来的 value。通过 v 写入 2，就是在修改同一个 int 对象。

引用不是“标准规定必定额外分配的指针槽”。可以用别名理解它；具体实现怎样传递地址属于 ABI 与优化细节。引用初始化后不能重新绑定，写 v = other 是赋值给所绑定对象，而不是让 v 改绑。

C++17 可运行示例

#include <cassert>
#include <iostream>

void setByValue(int value) {
  value = 2;
  std::cout << value << '\n';
}

void setByReference(int& value) {
  value = 2;
}

int main() {
  int value = 100;
  setByValue(value);
  assert(value == 100);
  std::cout << value << '\n';
  setByReference(value);
  assert(value == 2);
  std::cout << value << '\n';
}

输出依次为 2、100、2。函数里的第一行输出展示副本发生变化，而不是调用者已经被修改。

怎样选择参数形式

小型标量按值通常直观；要修改调用者对象时使用合适的非 const 引用或指针；较大的只读对象常用 const T& 避免不必要复制。指针还能表达可空、重定向等意图，但也增加生命周期责任。

不要机械地认为所有参数都该改成引用。const T& 虽限制经该引用写入，却不自动拥有对象，也不保证任何时候都没有其他代码修改对象；引用悬空同样是错误。

常见误区

• 通过一个按值传入的 int* 修改 *p，会改变所指对象，但仍然是“指针按值传递”，不是 C++ 引用传递。
• 绑定一个 T& 或 T&& 本身，不会自动复制或移动资源。
• 返回局部变量的引用，在局部对象销毁后就不再有效；不能用“少一次复制”合理化悬空引用。
• 函数参数按值不等于一定深拷贝，具体复制行为由类型定义。

练习与依据

将参数分别改为 int、int&、const int&，解释函数能否赋值以及调用者是否变化；再用 vector 与裸指针比较“复制对象”和“复制地址”的差别。

可核对 C++17 引用初始化规则，不要把教学别名模型误当作所有实现的物理布局。