C++中string与string&的区别是什么

本质差异 #

string 是 std::string 类的实体值类型，每个实例都拥有独立的内存空间存储字符串内容；string& 是 std::string 的左值引用，本质是原对象的别名，不占用独立的内存空间。
二者核心差异点如下：

• 拷贝行为：string 作为参数传递、赋值给其他变量时会触发深拷贝，新对象和原对象完全独立，修改新对象不会影响原对象；string& 传递时没有任何拷贝开销，修改引用指向的内容等价于直接修改原对象
• 合法性要求：string 可以默认初始化为空字符串，必然是合法实例；string& 必须绑定到已经存在的合法 string 对象，无法绑定空值，一旦绑定到已经销毁的对象就会变成悬垂引用，触发未定义行为

可以参考下方代码示例理解行为差异：

#include <string>
#include <iostream>

void modify_by_value(std::string s) {
    s += " 后缀";
    std::cout << "值参数内的结果：" << s << std::endl;
}

void modify_by_ref(std::string& s) {
    s += " 后缀";
    std::cout << "引用参数内的结果：" << s << std::endl;
}

int main() {
    std::string str = "测试字符串";
    modify_by_value(str);
    std::cout << "调用值参数函数后原字符串：" << str << std::endl; // 输出还是原内容，没有变化
    modify_by_ref(str);
    std::cout << "调用引用参数函数后原字符串：" << str << std::endl; // 原内容已经被修改
    return 0;
}

适用场景 #

选择 string 的场景

• 需要独立的字符串副本，修改操作不能影响原对象
• 作为函数返回值返回新生成的字符串，现代C++的返回值优化（RVO）会自动规避不必要的拷贝开销，不需要手动返回引用
• 作为类的成员变量、全局变量存储生命周期独立的字符串数据

选择 string& 的场景

• 函数需要直接修改传入的字符串参数，用string&比裸指针更安全，也更符合C++的编码习惯
• 传递长度很大的字符串时，用string&可以避免深拷贝的性能损耗；如果不需要修改参数内容，优先用const string& 保证常量安全性
• 遍历存储string的容器时，用string&接收元素可以直接修改容器内的原数据，同时避免拷贝开销

注意：禁止返回函数内部局部string变量的引用，局部变量会在函数执行结束后销毁，返回的引用会变成悬垂引用，访问时会触发不可预知的程序错误。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Bob Jiang