std::reference_wrapper 是否类似于 python 的传递对象引用?

Is std::reference_wrapper similar to python's pass-by-object-reference?

在了解 Python 时,我读到了:

Arguments are neither “passed-by-reference“ nor “passed-by-value“. They are “passed-by-object-reference”.

我试图从 C++ 的角度理解和比较它。

Python 中传递参数的行为是否与 C++ 中的 std::reference_wrapper 传递参数的行为相同?


这个类比在行为和预期用例方面是否成立?

简短回答:不,std::reference_wrapper<T> 不会那样做,因为 C++ 和 Python 之间的区别(在实践中)是像 "what goes on the heap" 和 "what types are immutable." 这样的问题

在Python中,一切都在堆上。数字、字符串和指针是不可变的。你不能有指向变量的指针。 Python 是按值传递,就像几乎所有现代语言一样。

在 C++ 中,您可以选择堆上的内容。几乎任何东西都可以修改。您可以拥有指向变量的指针、指向对象内部的指针,并且可以通过复制它们来传递大型数据结构。 C++ 主要是按值传递,就像几乎所有现代语言一样,除了您可以将某些参数标记为按引用传递。

按值传递,该死!

老实说,人们把它弄得比实际情况更复杂。简单地说“按值传递”或“按引用传递”的问题在于,我们对“值”和“引用”的直观理解与此处使用它们的技术方式不符。

Python 是按值传递的明确证据:

def func(x):
    x = [4, 5, 5]
def func2():
    y = [1, 2, 3]
    func(y)
    print(y) # prints [1, 2, 3]

令人困惑的地方在于,初学者会认为 [1, 2, 3] 是值,但有经验的 Python 用户会意识到 [1, 2, 3] 是对象的内容,并且指向该对象的指针 然后(按值)传递给函数。这是初学者绊倒的地方:

def func(x):
    x[:] = [4, 5, 6]
def func2():
    y = [1, 2, 3]
    func(y)
    print(y) # prints [4, 5, 6]

我认为这是 xy 指向同一对象的明确证据。我们知道 x 不是对 y 的引用,因为为 x 分配新值不会影响 y。它在 C 中的工作方式相同,但出于某种原因,人们不那么困惑。

void func(int *x) {
    x[0] = 4; x[1] = 5; x[2] = 6;
}
void func2() {
    int y[3] = {1, 2, 3};
    func(y);
    printf("%d, %d, %d\n", y[0], y[1], y[2]);
}

同样的讨论在 Java 社区中进行了下去,得出了同样的结论。在Java中,对象类型的变量包含指针。这些指针按值传递。 Java 函数是按值传递的。参见 Java is Pass-by-Value, Dammit! or Is Java “pass-by-reference” or “pass-by-value”?

"Pass-by-object-value" 对于不了解指针是什么的人来说是一个不必要的术语,认为 Python 没有指针,因为它称它们为“引用”。 Java 做了明智的事情,实际上在 Java 规范中称它们为指针。

关于 Python 的另一个令人困惑的部分是因为像 6.28 或 "Hello, World!" 这样的对象是不可变的,你无法区分按值传递对象内容和按值传递指针之间的区别。 (而 CPython 只是一种实现。)

std::reference_wrapper<T> 有什么用?

这里唯一有趣的事情是 C++ 有两种类型的指针。有些指针称为“指针”,有些称为“引用”。它们是相同的基本概念,表达方式不同。 std::reference_wrapper<T> 的目的是制作类似于 C++ 引用但可以重新分配的东西。或者,如果您愿意,也可以是类似于 C++ 指针但不能为 NULL 的东西。最后,它在概念上仍然是一个指针,即使你称它为引用。或者它在概念上仍然是一个引用,即使它的行为并不完全像 T&.

就像在 Python 或 Java 中一样,您有指向对象的指针,即使您决定将它们称为引用。