按值或引用传递标量类型：这有关系吗？

Question

当然， 微优化是愚蠢的 ，可能是实践中出现许多错误的原因。 尽管如此，我看到很多人做了以下事情：

void function( const double& x ) {}

代替：

void function( double x ) {}

因为它被认为“更有效率”。 假设这个function经常在一个程序中被荒谬地称为数百万次; 这种“优化”是否重要？

Answer 1

长话短说不，特别是在大多数现代平台上，标量甚至浮点类型都通过寄存器传递。 我见过的一般经验法则是128字节作为你应该通过值和通过引用传递之间的分界线。

鉴于数据已经存储在寄存器中，您实际上需要处理器转出缓存/内存来获取数据，从而减慢了速度。 这可能是一个巨大的打击，取决于数据所在的缓存行是否无效。

在一天结束时，它实际上取决于平台ABI和调用约定。 大多数现代编译器甚至会在调优时使用寄存器来传递数据结构（如两个短路的结构等）。

Answer 2

在这种情况下通过引用传递本身肯定不是更有效。 请注意，使用const限定该引用并不意味着引用的对象不能更改。 而且，它并不意味着函数本身不能改变它（如果裁判不是常量，那么它可以合法地使用const_cast去掉那个const ）。 考虑到这一点，很明显，通过引用传递迫使编译器考虑可能的别名问题，这通常会导致在通过引用的情况下生成[显着]效率较低的代码。

为了从图片中取出可能的别名，必须开始使用后者版本

void function( const double& x ) {
  double non_aliased_x = x;
  // ... and use `non_aliased_x` from now on
  ...
}

但是，这将首先打破通过引用传递的提议推理。

处理别名的另一种方法是使用某种C99样式的restrict限定符

void function( const double& restrict x ) {

但同样，即使在这种情况下，通过引用传递的缺点也可能超过专业人士，正如其他答案中所解释的那样。

Answer 3

在后一个示例中，您将在函数调用期间保存被复制到堆栈的4B。 存储双精度需要8B，而存储指针只需要4B（在32b环境中，在64b中它需要64b = 8B，所以你不保存任何东西）或者只是一个带有一点编译器支持的指针的引用。

Answer 4

除非函数内联，并且取决于调用约定 （以下假设基于堆栈的参数传递 ，现代调用约定中仅在函数具有太多参数*时使用），参数的传递方式有两个不同之处和使用：

• double ：（可能） 8字节大值写入堆栈并由函数原样读取。
• double &或double * ：值位于内存中的某个位置（可能“接近”当前堆栈指针，例如，如果它是局部变量，但也可能位于远处的某个位置）。 一个（可能） 4或8字节的大指针地址（分别为32位或64位系统）存储在堆栈中，该函数需要取消引用地址以读取该值。 这也要求值在可寻址存储器中，而不是寄存器。

这意味着，使用引用时，传递参数所需的堆栈空间可能会略微减少。 这不仅降低了内存需求，还降低了堆栈最高字节的缓存效率。 使用引用时，解除引用会增加一些工作。

总而言之，使用大型类型的引用（比如当sizeof(T) > 32或甚至更多时）。 如果sizeof(T) > sizeof(T*)堆栈大小和热度可能已经发挥了非常重要的作用。

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*）如果不是这样，请参阅对此的评论和SOReader对发生的事情的回答。