C/C++ 函数中参数和返回值传递简记

原文：C/C++ 函数参数和返回值传递机制
作者：Breaker <breaker.zy_AT_gmail>

---

简单记录一下 C++ 函数调用中，参数和返回值传递的方法和步骤

参数传递

函数参数的传递是初始化语义：用调用者的实参去初始化函数的形参，如果参数是对象，需要调用该类的拷贝构造函数，如果没有显式定义的拷贝构造函数，则执行默认的按成员拷贝

返回值传递

函数返回值的传递内容稍多，示例代码：

TestClass get_test_obj()
{
    TestClass ret_obj(200);
    return ret_obj;
}

void user()
{
    TestClass obj:
    obj = get_test_obj();
}

返回过程执行下列步骤：

1. get_test_obj() 中，用返回对象 ret_obj 初始化一个类型为 TestClass（返回类型）的 临时对象 tmp_obj（假设名），这个临时对象放置在调用者 user() 的栈内。GCC 4 和 VC 2005 使用返回值临时对象的方式不同，见下面

Bjarne 关于临时对象销毁的说法：临时对象在维持它的那条语句之后被销毁，除非临时对象被约束到其它名字，此时由这个命名名字控制临时对象的生存期。可以用对象初始化的语法（显示或隐式的），或对象引用来约束这个临时对象，两者的效果是一样的，因为期间只有一个对象本体，就是临时对象的本体，约束期间不产生任何初始化、赋值语义

2. get_test_obj() 中，由 ret_obj 的生存期，决定何时将其销毁。如果 ret_obj 是局部对象（形参 或 函数内定义非 static 变量），则在返回时销毁

3. 如果 user() 中使用函数返回值进行 赋值操作 obj = get_test_obj()，则执行 obj.operator=(tmp_obj)，没有重载的 TestClass::operator=(right) 和 ::operator=(TestClass, right) 时，执行 TestClass 的每个成员的 operator=()

4. 如果 user() 中使用函数返回值进行 初始化操作，包括以下几种语法：

TestClass obj = get_test_obj();         // 隐式初始化
TestClass obj(get_test_obj());          // 显式初始化
TestClass& obj_ref = get_test_obj();    // 初始化为引用，tmp_obj 被约束到引用名

隐式和显式初始化可能有 2 种实现：

(1). 直接将函数 get_test_obj() 返回的临时对象 tmp_obj 约束到 obj，不调用 TestClass 的任何构造函数（包括拷贝构造函数），在初始化语句执行后，不会销毁 tmp_obj，而由 obj 控制 tmp_obj 的生存期

(2). 调用 TestClass 的拷贝构造函数，以返回的 tmp_obj 为参数拷贝构造对象 obj。这种方式，在初始化语句执行后，tmp_obj 就没有用了，将被销毁

VC 2005 采用 (1) 方式实现

GCC 4 的返回值临时对象

-O0 关闭编译优化

无论是在 user() 内使用返回值赋值、初始化，还是不使用返回值，在 get_test_obj() 返回时，都 不创建额外的临时对象 tmp_obj，而直接将 get_test_obj() 的局部对象 TestClass ret_obj(200) 作为临时对象，即被调函数返回后，将其栈交给调用者控制，作为调用者的栈，这种返回对象的方法比 VC 2005 的效率高

下面是 GCC 4 中，调用者使用函数返回值的几种情况：

1. 如果调用者没有使用返回值，在被调函数返回时销毁 return ret_obj 中的 ret_obj

2. 进行返回值赋值 或 初始化对象时，方式和 VC 2005 类似，只是不创建临时对象 tmp_obj，而使用局部对象 ret_obj

3. 当初始化返回值到引用名时，不能初始化到 非常量 的引用 TestClass& obj_ref = get_test_obj()，会报编译错误：

error: invalid initialization of non-const reference of type ‘TestClass&’
from a temporary of type ‘TestClass’

应该使用常量引用 const TestClass& obj_ref = get_test_obj()

另一个 GCC 4 有别于 VC 2005 的 const 保护行为：一个 const 对象调用的方法必需是 const 方法，比如 const TestClass obj 调用 obj.print_intval() 时，如果不是 void print_intval() const，会报编译错误：

error: passing ‘const TestClass’ as ‘this’ argument of
‘void TestClass::print_intval()’ discards qualifiers