引數與參數

在許多 C++ 文件中都會談到，呼叫函式時會有傳值（Pass by value）、傳參（Pass by reference）之別，不過這兩個名詞並沒有嚴謹的定義，後續有些語言在討論函式呼叫引數與參數之間的關係時，也常不嚴謹或自顧自地使用這兩個名詞，造成了開發者之間的溝通誤會，我個人是不建議使用傳值、傳參來描述引數與參數間的關係。

在呼叫函式時，提供給函式的資料稱為引數（argument），接受引數的稱為參數（parameter），引數與參數之間的關係，其實就像是指定運算子 = 右側運算式與左側變數之間的關係，變數宣告時可以怎麼宣告，參數基本上就可以怎麼宣告，根據變數的型態而決定如何儲存、參考物件，參數就會有同樣的行為。

例如以下的範例，參數 n 是 int 型態，呼叫函式時提供 x 作為引數：

#include <iostream> 
using namespace std; 

int increment(int n) {
    n = n + 1;
    return n;
}

int main() {
    int x = 10;
    cout << increment(x) << endl;
    cout << x << endl;

    return 0;
}

可以想成呼叫函式時，執行了 int n = x 這個動作，然後執行函式的內容，當然地，n 雖然作了遞增運算，但是對 x 的儲存值沒有影響，x 最後仍是顯示 10。

對於底下這個範例：

#include <iostream> 
using namespace std; 

int increment(int *n) {
    *n = *n + 1;
    return *n;
}

int main() {
    int x = 10;
    cout << increment(&x) << endl;
    cout << x << endl;

    return 0;
}

可以想成呼叫函式時，執行了 int *n = &x 這個動作，因此 *n 提取出來的就是 x，對 *n 的設值，就是對 x 的設值，因此程式執行後顯示的就會是 11，這跟之前談指標時的行為是一致的。

在許多 C++ 文件中，會稱以上兩個範例的函式呼叫在引數傳遞時的行為是傳值，然而，因為名詞本身沒有嚴謹定義，不建議使用這名詞來溝通。

會想要在參數上使用指標的原因很多，像是基於效率不想傳遞整個物件，考慮傳遞位址比較經濟的情況，或者是要傳遞的引數確實就是指標，例如在〈字元陣列與字串〉中談到的 C 風格字串，本質上是字元陣列，透過陣列名稱會取得首元素位址，函式若要接受這類字串，可以使用 char* 型態的參數：

#include <iostream> 
using namespace std; 

void foo(char *s) {
    cout << s << endl;
}

int main() {
    char name[] = "Justin";
    foo(name);
    return 0;
}

至於底下的範例：

#include <iostream> 
using namespace std; 

int increment(int &n) {
    n = n + 1;
    return n;
}

int main() {
    int x = 10;
    cout << increment(x) << endl;
    cout << x << endl;

    return 0;
}

可以想成呼叫函式時，執行了 int &n = x 這個動作，因此 n 就是 x 的別名，對 n 的設值，就是對 x 的設值，因此程式執行後顯示的就會是 11，這跟之前談參考時的行為是一致的。

在許多 C++ 文件中，會稱以上的函式呼叫在引數傳遞時的行為是傳參，然而，因為名詞本身沒有嚴謹定義，不建議使用這名詞來溝通。

會想在參數上使用參考的原因也有許多，通常是基於效率，直接令參數就是物件的別名（連位址都不用傳遞）。

在這邊要回顧一下〈rvalue 參考〉中談到的，為何會需要使用 const int &r = 10 這種語法，因為 lvalue 參考不能直接參考字面常量，底下範例會編譯失敗：

#include <iostream> 
using namespace std; 

int foo(int &n) {
    return n + 1;
}

int main() {
    int x = 10;
    foo(x);
    foo(10);   // error: cannot bind non-const lvalue reference of type 'int&' to an rvalue of type 'int'
    return 0;
}

若要 foo 呼叫都能通過編譯，foo 的參數必須以 const int &n 來宣告：

#include <iostream> 
using namespace std; 

int foo(const int &n) {
    return n + 1;
}

int main() {
    int x = 10;
    foo(x);
    foo(10);  // OK
    return 0;
}

C++ 11 開始可以使用 rvalue 參考，參數也可以宣告 rvalue 參考，當兩個函式各定義了 rvalue 參考與 const 的 lvalue 參考作為參數，使用常量呼叫時，編譯器會選擇 rvalue 參考的版本：

#include <iostream> 
using namespace std; 

void foo(int &&n) {
   cout << "rvalue ref" << endl;
}

void foo(const int &n) {
   cout << "lvalue ref" << endl;
}

int main() {
    foo(10);  // 顯示 rvalue ref
    return 0;
}

參數以 rvalue 參考宣告的情況，主要考慮的是效率，在函式內容的實作上往往也就有別於 const 的 lvalue 參考之版本，例如搭配 std::move 來實現移動語義（move semantics），這之後再來討論。