引用语义和值语义

1.引用语义和值语义

  C++同时支持引用语义（reference semantics）和值语义（value semantics），并默认使用值语义。

1.1 定义

值语义：指对象在赋值或传递时，进行的是值得复制，每个对象都有自己独立的数据副本，赋值过后，操作源对象和目的对象互不影响。
引用语义：指对象在赋值或传递时，复制的是引用（指针或句柄），而不是实际的类型，因此多个引用可能指向同一个实际对象，通过其中一个引用修改对象时，其他引用也会看到这个变化。

1.2 代码示例

值语义示例

struct Point {
    int x, y;
    Point(int x, int y) : x(x), y(y) {}
};

void modify(Point p) {
  p.x = 100;  //修改副本，原对象不会受到任何影响
}

int main() {
    point p1{1, 2};
    point p2 = p1;    //值拷贝
    modify(p1);       //p1的值未改变
    return 0;
}

引用语义示例

class Buffer {
    std::vector<int> data;
public:
    void fill(int value) { data.assign(1000, value); }
};

void modify(Buffer& buf) {
    buf.fill(42); // 修改原对象
}

int main() {
    Buffer buf1;
    Buffer& buf_ref = buf1;  // 引用语义，buf_ref 是 buf1 的别名
    modify(buf1);            // buf1 的内容被修改
}

  在C++里，使用引用类型一定会得到引用语义，但非引用的类型并不一定以为这值语义，因为使用智能指针（std::shared_ptr）时，虽然智能指针本身是值语义，但是指向的对象是引用语义。也就是说，智能指针的值复制会增加引用计数，但实际指向的对象是共享的。

1.3 关键对比

特性	值语义	引用语义
数据所有权	每个对象拥有独立数据副本	共享同一份数据，无独立副本
默认行为	C++基本类型和类对象的默认行为	需显式使用指针、引用或智能指针
拷贝开销	可能高昂（深拷贝大对象）	无拷贝（传递指针/引用）
修改影响	仅影响副本	影响所有关联引用
典型应用	小型数据、隔离修改需求	大型数据、共享状态、多态