在C++中，如何最佳地傳遞函數(shù)參數(shù)以及如何處理類的特殊成員函數(shù)，一直是優(yōu)化性能和代碼質(zhì)量的重要話題。下面我將詳細(xì)解釋這些概念。

使用移動(dòng)語(yǔ)義實(shí)現(xiàn) Swap 函數(shù)

移動(dòng)語(yǔ)義（Move Semantics）能夠提升性能的一個(gè)例子是實(shí)現(xiàn)一個(gè)交換（swap）函數(shù)模板，該模板交換兩個(gè)對(duì)象。不使用移動(dòng)語(yǔ)義的實(shí)現(xiàn)如下：

 template <typename T>
 void swapCopy(T& a, T& b) {
     T temp { a };
     a = b;
     b = temp;
 }

這種實(shí)現(xiàn)方式會(huì)影響性能，尤其是當(dāng)類型T的拷貝開銷很大時(shí)。使用移動(dòng)語(yǔ)義，實(shí)現(xiàn)可以避免所有拷貝：

 template <typename T>
 void swapMove(T& a, T& b) {
     T temp { std::move(a) };
     a = std::move(b);
     b = std::move(temp);
 }

這就是標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中 std::swap() 的實(shí)現(xiàn)方式。

在返回語(yǔ)句中使用 std::move()

如果返回語(yǔ)句的形式為 return object;，并且 object 是一個(gè)局部變量、函數(shù)參數(shù)或臨時(shí)值，編譯器會(huì)將其視為右值表達(dá)式，并觸發(fā)返回值優(yōu)化（RVO）。此外，如果 object 是一個(gè)局部變量，命名返回值優(yōu)化（NRVO）也可能發(fā)生。RVO和NRVO都是拷貝省略（Copy Elision）的形式，使得從函數(shù)返回對(duì)象非常高效。

使用 std::move() 來(lái)返回對(duì)象會(huì)怎樣呢？無(wú)論你寫 return object; 還是 return std::move(object);，在兩種情況下，編譯器都會(huì)將其視為右值表達(dá)式。然而，使用 std::move()，編譯器無(wú)法再應(yīng)用RVO或NRVO，這可能會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生重大影響！

所以，請(qǐng)記住以下規(guī)則：當(dāng)從函數(shù)返回局部變量或參數(shù)時(shí)，只需寫 return object;，不要使用 std::move()。

參數(shù)的最佳傳遞方式

到目前為止，建議對(duì)非原始類型的函數(shù)參數(shù)使用 const 引用參數(shù)，以避免不必要的昂貴拷貝。然而，隨著右值的引入，情況略有變化。想象一個(gè)無(wú)論如何都會(huì)拷貝其參數(shù)的函數(shù)。現(xiàn)在，你可能想要添加一個(gè)重載，以避免在右值的情況下進(jìn)行任何拷貝。這里有一個(gè)例子：

 class DataHolder {
 public:
     void setData(const std::vector<int>& data) {
         m_data = data;
    }
     void setData(std::vector<int>&& data) {
         m_data = std::move(data);
    }
 
 private:
     std::vector<int> m_data;
 };

但是，有一種更好的方式，涉及使用傳值的單個(gè)方法。對(duì)于函數(shù)本來(lái)就會(huì)拷貝的參數(shù)，使用傳值語(yǔ)義是最優(yōu)的選擇。如果傳入左值，它恰好被拷貝一次。如果傳入右值，不會(huì)進(jìn)行拷貝。

零規(guī)則（Rule of Zero）

在現(xiàn)代C++中，應(yīng)該遵循所謂的零規(guī)則（Rule of Zero）。這個(gè)規(guī)則指出，你應(yīng)該設(shè)計(jì)你的類，使它們不需要任何特殊的成員函數(shù)。怎么做到這一點(diǎn)呢？基本上，你應(yīng)該避免使用任何老式的動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存。相反，應(yīng)該使用像標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)容器這樣的現(xiàn)代構(gòu)造。例如，使用 vector<vector<SpreadsheetCell>> 替代 Spreadsheet 類中的 SpreadsheetCell** 數(shù)據(jù)成員。vector 會(huì)自動(dòng)處理內(nèi)存，因此不需要任何特殊的成員函數(shù)。

現(xiàn)代C++中推薦使用零規(guī)則，而五規(guī)則（Rule of Five）應(yīng)該限于自定義的資源獲取是初始化（RAII）類。RAII類獲取資源的所有權(quán)，并在合適的時(shí)候處理它的釋放。這是一種設(shè)計(jì)技術(shù)，例如，由 vector 和 unique_ptr 使用，并在后續(xù)的章節(jié)中進(jìn)一步討論。

靜態(tài)方法和 const 方法是 C++ 中的兩個(gè)重要概念，它們各自在不同的情況下發(fā)揮著重要作用。

靜態(tài)方法（Static Methods）

靜態(tài)方法是那些不依賴于類的實(shí)例而存在的方法。與靜態(tài)數(shù)據(jù)成員類似，靜態(tài)方法適用于整個(gè)類，而不是每個(gè)對(duì)象。在實(shí)現(xiàn)靜態(tài)方法時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

• 靜態(tài)方法不是針對(duì)特定對(duì)象調(diào)用的，因此它們沒(méi)有 this 指針，也無(wú)法訪問(wèn)類的非靜態(tài)成員。
• 靜態(tài)方法可以訪問(wèn)類的私有和保護(hù)的靜態(tài)成員，也可以在具有相同類型的對(duì)象上訪問(wèn)私有和保護(hù)的非靜態(tài)成員，前提是這些對(duì)象對(duì)靜態(tài)方法可見(jiàn)（例如，通過(guò)作為參數(shù)傳遞對(duì)象的引用或指針）。
• 在類內(nèi)部的任何方法中，可以像調(diào)用常規(guī)成員函數(shù)一樣調(diào)用靜態(tài)方法。在類外部，需要使用作用域解析操作符（::）并帶上類名來(lái)調(diào)用靜態(tài)方法。

例如：

Foo::bar();

const 方法（Const Methods）

const 方法是保證不會(huì)修改任何數(shù)據(jù)成員的方法。如果你有一個(gè) const 對(duì)象，引用到 const 或指向 const 的指針，編譯器不允許你調(diào)用除非是 const 方法的任何方法。通過(guò)在方法聲明時(shí)使用 const 關(guān)鍵字，可以保證該方法不會(huì)修改任何數(shù)據(jù)成員。

例如：

 double SpreadsheetCell::getValue() const {
     return m_value;
 }
 
 std::string SpreadsheetCell::getString() const {
     return doubleToString(m_value);
 }

• 在 const 方法內(nèi)部，所有數(shù)據(jù)成員都被視為 const，因此如果嘗試修改數(shù)據(jù)成員，編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò)。
• 不能將靜態(tài)方法聲明為 const，因?yàn)檫@是多余的。靜態(tài)方法沒(méi)有類的實(shí)例，因此它們無(wú)法更改內(nèi)部值。
• 在非 const 對(duì)象上可以調(diào)用 const 和非 const 方法。然而，只能在 const 對(duì)象上調(diào)用 const 方法。

mutable 數(shù)據(jù)成員（Mutable Data Members）

有時(shí)，你可能會(huì)編寫一個(gè)在邏輯上是 const 的方法，但該方法恰好會(huì)更改對(duì)象的某個(gè)數(shù)據(jù)成員。這種修改對(duì)用戶可見(jiàn)的數(shù)據(jù)沒(méi)有影響，但從技術(shù)上講是一種更改，因此編譯器不允許你將方法聲明為 const。在這種情況下，可以使用 mutable 關(guān)鍵字來(lái)聲明那些即使在 const 方法中也可以被修改的數(shù)據(jù)成員。

例如：

 class SpreadsheetCell {
     // ...
 private:
     double m_value { 0 };
     mutable size_t m_numAccesses { 0 };
     // ...
 };
 
 double SpreadsheetCell::getValue() const {
     m_numAccesses++;
     return m_value;
 }
 
 std::string SpreadsheetCell::getString() const {
     m_numAccesses++;
     return doubleToString(m_value);
 }

在這個(gè)例子中，即使 getValue() 和 getString() 被標(biāo)記為 const，它們也可以修改 m_numAccesses，因?yàn)樗宦暶鳛?mutable。這允許方法在保持其 const 性質(zhì)的同時(shí)，對(duì)某些數(shù)據(jù)成員進(jìn)行修改。