通过单一参考传递结构是否有任何隐藏成本？

Question

我最近在阅读关于D中的结构和类的这篇文章，并且作者一度评论说

...这是结构的完美候选者。 原因是它只包含一个成员，一个指向ALLEGRO_CONFIG的指针。 这意味着我可以无需小心地传递值，因为它只是指针的大小。

这让我思考; 真的是这样吗？ 我可以想到一些情况，其中相信你正在“免费”传递一个结构可能会有一些隐藏的陷阱。

请考虑以下代码：

struct S
{
    int* pointer;
}

void doStuff(S ptrStruct)
{
    // Some code here
}

int n = 123;
auto s = S(&n);
doStuff(s);

当s传递给doStuff（）时，是否有一个指针（包含在结构中） 真正传递给函数的所有东西？ 在我的脑海中，似乎也会传递任何指向成员函数的指针，以及结构的类型信息。

当然，这不是类的问题，因为它们总是引用类型，但是结构的值语义传递向我表明，如上所述的任何额外的“隐藏”数据将被传递给函数以及struct的指针指向int。 这可能导致程序员认为他们正在绕过一个（假设一个64位机器）8字节指针，当他们实际传递一个8字节指针，加上其他几个8字节指向函数时，加上对象的typeinfo是多少字节。 然后，粗心的程序员在堆栈上分配的数据远远超过预期。

我在这里追逐阴影，或者在传递带有单个引用的结构时这是一个有效的问题，并认为你得到的结构是伪引用类型？ D中是否有一些机制可以防止这种情况发生？

Answer 1

我认为这个问题可以推广到包装原生类型。 例如，您可以创建一个SafeInt类型，它包装并像int一样运行，但会抛出任何整数溢出条件。

这里有两个问题：

1. 编译器可能不会优化您的代码以及本机类型。

   例如，如果要包装int，则可能会实现重载算术运算符。 一个足够聪明的编译器将内联这些方法，结果代码与int相同。 在您的示例中，一个哑编译器可能正在以某种笨拙的方式编译取消引用（例如，获取结构的开始地址，添加指针字段的偏移量（为0），然后取消引用）。

   另外，当调用函数时，编译器可能决定以某种其他方式传递结构（由于例如差的优化或ABI限制）。 这可能发生，例如，如果编译器不注意结构的大小，并以相同的方式处理所有结构。

2. 如果在函数中声明它，D中的struct类型可能确实有一个隐藏成员。

   例如，以下代码有效：

    import std.stdio; void main() { string str = "I am on the stack of main()"; struct S { string toString() const { return str; } } S s; writeln(s); } 

   它的工作原理是因为S保存了一个指向main（）堆栈帧的隐藏指针。 您可以通过在声明前加上static来强制结构不具有任何隐藏指针（例如， static struct S ）。

Answer 2

没有传递隐藏数据。 struct完全由它中声明的内容（以及必要时的任何填充字节）组成，没有别的。 不需要传递类型信息和成员函数信息，因为它们都是静态的 。 由于struct不能从另一个struct继承，因此没有多态。