C++ C++；：为什么对于内置（即类似C的）类型，按值传递通常比按引用传递更有效

正如标题

所示，编译器供应商通常会将引用实现为指针。指针的大小往往与许多内置类型相同或更大。对于这些内置类型，无论是通过值还是通过引用传递，都会传递相同数量的数据。但是，在函数中，为了获得实际数据，您需要取消对该内部指针的引用。这可以向生成的代码中添加一条指令，并且您还有两个可能不在缓存中的内存位置。差别不会很大，但可以通过紧密的循环来衡量

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编译器供应商可以选择在内置类型上使用常量引用（有时也包括非常量引用）时忽略它们——所有这些都取决于编译器处理函数及其调用方时可用的信息

对于int、char、short和float等pod类型，数据的大小与传入以引用实际数据的地址的大小相同（或更小）。查找引用地址的值是不必要的步骤，并且会增加额外的成本

例如，使用以下函数

foo

和

bar

void foo(char& c) {...}
void bar(char c) {...}

调用

foo

时，根据您的平台，通过32位或64位的值传递地址。当您在

foo

中使用

c

时，您需要查找传入地址中保存的数据值

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在调用<代码> bar >代码>时，字符的大小被传递进去，没有地址查找开销。

在实践中，C++实现一般通过在引擎盖下传递指针（假设调用没有内联）实现逐个引用。 因此，没有一种聪明的机制可以让引用传递更快，因为传递指针并不比传递一个小值快。一旦你在函数中，传递值也可以从更好的优化中受益。例如：

int foo(const int &a, int *b) {
    int c = a;
    *b = 2;
    return c + a;
}

编译器知道，

b

指向

a

，这称为“别名”。如果通过值传递

a

，则此函数可以优化为等效于

*b=2；返回2*a。在现代CPU的指令管道中，这可能更像“开始加载，开始存储b，等待a加载，乘以2，等待b存储，返回”，而不是“开始加载，开始存储b，等待a加载，等待b存储，开始加载，等待a加载，将a添加到c，返回”，您将开始了解为什么潜在的别名会对性能产生重大影响。在某些情况下，如果不一定会产生巨大的影响

当然，别名只会在某些可能的输入改变函数效果的情况下妨碍优化。但是，仅仅因为您对函数的意图是别名不应该影响结果，并不一定意味着编译器可以假设它不会影响结果：事实上，有时在您的程序中，没有出现别名，但编译器不知道这一点。而且不必有第二个指针参数，每当函数调用优化器“看不到”的代码时，它必须假设任何引用都可能更改。
通常较小类型的实际传递数据将与CPU的本机字长相对应。@Erik:当它没有（
char
）时，它不是升级为更宽的类型（
16
bits）以便通过寄存器传递吗？@Matthieu M:它通常也升级为寄存器的完整大小-在x86 32机器上，它将被传递，例如EAX而不是AX或AH/AL，EAX更快。所有这些都取决于courseIt的编译器。值得注意的是，对于内联函数，通过引用传递有时比通过值传递快一点，因为它可以简单地用传入的左值替换参数。在某些情况下，编译器可能能够在无法更改语义时替换pass-by-reference，但是知道这种替换何时可以更改代码语义并不总是那么容易。