C++从另一个成员间接访问成员

Question

给出以下示例代码：

class Room {
    Room() : switch(*this) { }
    Lamp lamp;
    Switch switch;
    void TurnOn() { lamp.TurnOn(); }
}

class Switch {
    Switch(Room& room) : room(room) { }
    Room& room;
    void TurnOn() { room.lamp.TurnOn(); }
}

我的理解是第二个 TurnOn() 涉及额外的间接级别，因为我们需要遵循对 room 的引用。这是正确的吗？如果可以内联调用（通过显式内联或链接器级别的整个程序优化），是否会删除额外的间接寻址？或者，换句话说，Switch 中的 TurnOn 函数可以通过将其更改为来加速：

class Room {
    Lamp lamp;
    Switch switch;
    Room() : switch(*this,lamp) { }
    void TurnOn() { lamp.TurnOn(); }
}

class Switch {
    Room& room;
    Lamp& lamp;
    Switch(Room& room,Lamp& lamp) : room(room),lamp(lamp) { }
    void TurnOn() { lamp.TurnOn(); }
}

或者，更一般地说，如果持有对对象的引用，是否存在间接级别，而不是直接通过引用访问其成员通过参考，然后通过成员？

谢谢

Answer 1

它可能会更快（尽管不会快很多）。然而，这两个例子都是不正确的，因为它们破坏了封装并违反了德米特法则。它们要求 Switch 类或实例化它的任何人都可以访问 Room 本身及其内部的 Lamp。当然，我们还假设每个房间都有一盏灯，并且灯只能存在于一个房间内……这意味着如果这些条件发生变化，则需要更改两个类，而不仅仅是一个。

第一个示例最好写为

class Room {
  public:
    Room() : sw(*this) { }
    void TurnOn() { lamp.TurnOn(); }
  private:
    Lamp lamp;
    Switch sw;
};

class Switch {
  public:
    Switch(Room& room) : room(room) { }
    void TurnOn() { room.TurnOn(); }
  private:
    Room& room;
};

Room 负责打开什么。可能是一盏灯，可能是一台收音机。 Switch 不必再关心了。这可能会更慢，但更易于维护。

如果您想要求 Switch 仅打开 Lamp，那么

class Room {
  public:
    Room() : sw(lamp) { }
    void TurnOn() { lamp.TurnOn(); } // (semantics: who "turns on" a room?)
  private:
    Lamp lamp;
    Switch sw;
};

class Switch {
  public:
    Switch(Lamp& lamp) : lamp(lamp) { }
    void TurnOn() { lamp.TurnOn(); }
  private:
    Lamp& lamp;
};

这应该同样快，而不需要我们破坏封装。

Answer 2

您的第二个示例（可能）不会比第一个示例快。在这两种情况下，在调用 TurnOn() 之前都需要解析一个引用。