参考或返回 - 最佳实践

Question

例如我们有编码功能。使用的最佳实践是什么：

void Crypto::encoding(string &input, string &output)
{
    //encoding string
    output = encoded_string;
}

或者

string Crypto::encoding(string &input)
{
    //encoding string
    return encoded_string;
}

我们应该使用引用还是返回来返回字符串？据我所知，返回字符串需要一些时间来初始化将由返回指令返回的新字符串。当处理引用的变量时，我不会浪费时间来初始化一些新变量，我只是结束函数。

我们应该主要使用引用并使函数返回类型为 void 吗？或者，当我们想要返回两个或多个变量时，我们应该只通过引用返回数据，而当我们需要返回一个变量时，然后使用 return 指令？

Answer 1

不要优化你没有衡量的东西。

通常，使用 return 返回计算结果会更好（更具可读性）。如果由于对象太胖而花费很长时间，您仍然可以恢复通过参考参数返回结果，但前提是您证明这将导致性能显着提高（测量它）。例如，如果您只对非常短的字符串进行编码，并且只是偶尔进行一次，则复制的开销可以忽略不计。

Answer 2

由于大多数现代编译器都具有 RVO 功能，因此通常会消除复制内容。即使没有 c++11，您也可以受益。

Answer 3

如果您的编译器支持 C++11 标准和r 值引用，那么按值返回 std::string 实际上非常有效。在此功能之前，答案可能会有所不同，因为您仅依赖于执行 RVO< 的编译器/a>.

我想说，使用返回值可能更自然，也意味着您可以将结果分配给常量局部变量或类成员以避免意外修改，例如

const std::string result = crypo.encoding("blah");

或者

class SomeClass
{
public:
    Someclass(Crypto& crypto, const std::string& input) :
        m_output(crypo.encoding(input))
    {
    }

private:
    const std::string m_output;
};

只是确保您不返回通过 const 值，因为这会抑制移动语义。

Answer 4

我使用参考资料。这允许实现者做出并抽象选择，而不会给客户带来沉重的负担（有些情况很重要，有些则不会）。

我还使用它们来保持一致的风格 - 我不喜欢看到公共接口传递其实现的细节。

瞬态和副本可能很昂贵 - 它根据您传递的类型而有很大差异。按值返回表示类型应该是可简单构造的、可交换的、可复制的、可移动的。编译器可以在该领域（RVO/移动）进行一些重大优化，但您也可以做出明智的决策，以最大限度地减少实现中昂贵的操作。一旦您不再使用每个人都知道其复制特征的类型，那么选择如何返回就会变得非常复杂，所以我只是保持简单并倾向于引用。

传递引用还有一些其他好处，例如当客户端更喜欢使用所传递类型的子类时。

如果您需要优化的程序，另一个好处是：如果复制构造函数和operator= 不是微不足道的或不可能的，我通常会删除它们。通过可变引用传递允许您使用不可复制/可分配的类型。

在这个问题中使用的 std::string 的严格范围内：按值返回 std::string 是很常见的，并且专门针对这种情况进行了许多优化- RVO、COW 和移动是一些值得注意的。正如 Voo 在下面的评论中提到的，按值返回通常更容易阅读。对于 std::string 和更高级别的程序，按值返回不太可能成为问题，但为了了解您所执行的标准库实现所涉及的成本，进行测量很重要如果性能很重要（您的问题表明可能是这种情况），则使用。

一个重要的考虑因素是，如果您试图改进现有程序，请确保您了解实现的执行方式，并了解在性能很重要时如何最有效地使用类型。实现可能是针对实际使用而编写和优化的，这意味着在某些情况下它们可能会持悲观态度并猜测您，并且您提高性能的尝试可能已经实现，或者该类型的非常规使用可能< em>降低性能。 std::vector 的典型调整大小行为就是一个明显的例子。走高性能道路确实会增加大量时间和复杂性，这需要了解如何才能获得最佳结果，这显然会因您使用的实现以及所使用的类型而异。如果性能至关重要并且值得投入大量时间，那么学习您所使用的类型的操作是一项值得付出的努力，可以带来显着的收益。

我还应该补充一点，我经常在低级别工作 - 性能至关重要和/或资源有限。可能有很多限制，包括没有异常、没有锁（也意味着没有堆分配）、最小抽象成本，甚至限制动态多态性的使用。即使对于 C++ 来说，它也可以被认为是一个要求相当高的领域。我选择核心低级部分的参考，但如果我知道程序将仅在更高级别的域或单元测试中使用，我会放宽该规则。

Answer 5

在新标准 C++11 中，由于新的移动语义，您可以使用第二种变体。

不过，最有可能的是，您的编译器仍然只支持较旧的标准。
在这种情况下，您的第一个示例不会引起任何复制并且更好。

Answer 6

我将郑重声明：可能两者都不是。

在我看来，您的 encode 看起来很像它可以/应该是一种通用算法，应该真正使用迭代器，而不是直接处理字符串。

template <class InputIterator, class OutputIterator>
void encode(InputIterator begin, InputIterator end, OutputIterator result) {
    while (begin!=end)
        *result++ = encode_byte(*begin++);
}

通过这种方式，您可以（例如）轻松地重复使用完全相同的代码，将数据直接从输入流（通过 std::istream_iterator）编码到输出流（通过 std ::ostream_iterator）。

这通常也消除了大多数有关效率的问题。

Answer 7

我更喜欢第二个版本，因为它看起来更像是一个数学函数。如果您只返回字符串，那么您应该具有良好的性能。