如何避免按引用传递的参数被意外复制？C++技术问询

假设我们有一个非临时的int值，要求Foo类的实例仅引用它、而非复制它。正确的实现应该是把成员定义为const int&：

class Foo
{
public:
  Foo(const int& reference) : 
      mReference(reference)
  {
  }

private:
   const int& mReference;
};

但如果不小心把成员定义成了int而非const int&，构造时就会意外复制参数：

class Foo
{
public:
  Foo(const int& reference) : 
      mReference(reference) // 这里会发生意外复制，需要避免
  {
  }

private:
   // 成员被误定义为int而非const int&
   int mReference;
};

由此产生两个疑问：

1. 能不能通过调整构造函数参数的定义，避免这类意外复制？
2. 标准库中有没有类似std::unique_ptr、专门针对引用且不需要动态内存分配的工具？

一、通过构造函数参数避免意外复制 #

当然可以，你可以用std::reference_wrapper来约束构造函数参数，让编译器在成员被误定义时直接报错，从源头阻止复制。

把构造函数的参数改成std::reference_wrapper<const int>，这样如果成员被误写成int，编译器会因为无法将std::reference_wrapper隐式转换为int而报错，根本不会走到复制那一步：

#include <functional>

class Foo
{
public:
  Foo(std::reference_wrapper<const int> ref) : 
      mReference(ref)
  {
  }

private:
   const int& mReference; // 正确定义
};

// 要是误把成员改成int，编译直接报错：
// class Foo
// {
// public:
//   Foo(std::reference_wrapper<const int> ref) : 
//       mReference(ref) // 错误：无法将std::reference_wrapper<const int>转换为int
//   {
//   }

// private:
//    int mReference;
// };

这种方式利用编译期检查提前拦截错误，比运行时发现问题靠谱得多。

二、标准库中的引用专用工具 #

标准库里的std::reference_wrapper就是你要找的东西——它专门用来包装引用，完全符合「类似std::unique_ptr针对引用、无需动态内存分配」的需求：

• 它是轻量级对象，内部只存引用的地址，不需要动态分配内存；
• 可以像普通引用一样使用，但能被放进STL容器里（普通引用做不到）；
• 用std::ref（非const引用）或std::cref（const引用）就能快速创建实例。

比如直接把成员定义成std::reference_wrapper<const int>，同样能杜绝意外复制：

#include <functional>

class Foo
{
public:
  Foo(const int& ref) : 
      mReference(std::cref(ref))
  {
  }

private:
   std::reference_wrapper<const int> mReference;
};

要是这时误把成员改成int，初始化时std::cref(ref)返回的std::reference_wrapper没法隐式转成int，编译器直接报错，彻底避免了复制风险。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Dmitry Sapelnikov