C++ 函式參數傳遞方式與程式設計模式的關係

C 中函數參數傳遞方式與程式設計模式緊密相關，不同的傳遞方式會影響函數行為和模式選擇。按值傳遞副本傳遞變量，適合不可變物件或複製成本高的物件。依引用傳遞直接操作變量，適合輸入輸出參數、大型物件和觀察者模式。按指標傳遞允許處理動態資料結構和 NULL 指標。在選擇傳遞方式時，應考慮物件特性、函數操作和程式設計模式，以實現效率和設計目標。

C 函數參數傳遞方式與程式設計模式的關係

在C 中，函數參數可以按值、按引用或按指針傳遞。不同的傳遞方式會影響函數行為、記憶體使用和程式設計模式的選擇。

傳遞方式

• 以值傳遞：參數副本傳遞給函數，函數操作副本值，不會影響呼叫方變量。
• 按引用傳遞：參數參考傳遞給函數，函數直接操作呼叫方變數。
• 按指標傳遞：參數指標傳遞給函數，函數透過指標間接操作呼叫方變數。

程式設計模式

傳遞方式與程式設計模式關係密切：

以值傳遞：

• 不可變物件：如果函數不修改物件狀態，宜用以值傳遞。
• 拷貝建構與賦值操作代價高：若複製物件的成本較高，應避免依值傳遞。

按引用傳遞：

• 輸入輸出參數：當函數既傳回結果又修改參數時，適合用引用傳遞。
• 大型物件：當物件很大，複製代價較高時，可用參考傳遞。
• 觀察者模式：觀察者函數應依引用傳遞，以便觀察物件狀態的變化。

按指標傳遞：

• #NULL 指標：當函數接受一個可能為NULL 的指標時，應按指針傳遞。
• 動態資料結構：指標傳遞允許函數處理動態分配的資料結構，例如鍊錶和樹。

實戰案例

考慮下列函數，其交換兩個整數：

void swap_by_value(int a, int b)
{
  int tmp = a;
  a = b;
  b = tmp;
}

void swap_by_reference(int& a, int& b)
{
  int tmp = a;
  a = b;
  b = tmp;
}

以值傳遞（swap_by_value）

• 副本傳遞，不會影響呼叫方變數。
• 適合不可變物件（例如字串）的交換操作。

依引用傳遞（swap_by_reference）

• 直接操作呼叫方變數。
• 適合可變物件（例如整數）的交換運算。

使用考慮

如果在呼叫swap_by_value 函數時，傳遞了兩個大型整數，則會進行不必要的複製操作。相反，如果傳遞的是不可變的字串，則按值傳遞更有效率。

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