const 引用调用是否会在应用于原始类型时提高性能？

Question

关于对象（尤其是字符串），按引用调用比按值调用更快，因为函数调用不需要创建原始对象的副本。使用 const 还可以确保引用不被滥用。

我的问题是，如果使用基本类型（如 bool、int 或 double），const 引用调用是否也更快。

void doSomething(const string & strInput, unsigned int iMode);
void doSomething(const string & strInput, const unsigned int & iMode);

我的怀疑是，只要原始类型的字节大小超过地址值的大小，就使用引用调用是有利的。即使差异很小，我也想利用它，因为我经常调用其​​中一些函数。

附加问题：内联对我的问题的答案有影响吗？

Answer 1

我的怀疑是，只要原始类型的字节大小超过地址值的大小，就使用引用调用是有利的。即使差异很小，我也想利用它，因为我经常调用其​​中一些函数。

基于预感的性能调整在 C++ 中大约 0% 的时间起作用（这是我对统计数据的直觉，它通常会起作用......）

如果sizeof(T) > sizeof(ptr)，const T& 将小于T 是正确的，因此通常为 32 位或 64 位，具体取决于系统..

现在问问自己：

1) 有多少内置类型大于 64 位？

2) 复制 32 位不值得让代码不那么清晰吗？如果您的函数因为没有向其复制 32 位值而变得明显更快，也许它并没有起到太大作用？

3) 你真的那么聪明吗？ （剧透警报：不。）请参阅这个很好的答案，因为它几乎总是一个坏主意： https://stackoverflow.com/a/4705871/1098041

最终只是按值传递。如果在（彻底）分析之后您发现某个函数是一个瓶颈，并且您尝试的所有其他优化都还不够（并且您应该在此之前尝试其中的大部分），请通过 const-reference 传递。

然后看看它没有改变任何东西。翻身哭泣。

Answer 2

除了其他答案之外，我想指出的是，当您在函数中传递引用并大量使用（也称为取消引用）时，它可能比制作副本要慢。

这是因为函数的局部变量（通常）被一起加载到缓存中，但是当其中一个是指针/引用并且函数使用它时，可能会导致缓存未命中。这意味着它需要去（较慢的）主内存来获取指向的变量，这可能比制作与函数一起加载到缓存中的副本要慢。

因此，即使是“小对象”，仅按值传递也可能更快。

（我在一本非常好的书中读到：Computer Systems: a programmers perspective）

关于整个缓存命中/未命中主题的一些更有趣的讨论：How does one write code that best utilizes the CPU cache to improve performance?

Answer 3

在 64 位架构上，没有比指针/引用更大的原始类型（至少在 C++11 中没有）。您应该对此进行测试，但直观地说，const T& 的数据量应该与int64_t 的数据量相同，而sizeof(T) < sizeof(int64_t) 的任何原语的数据量更少。因此，只要您可以测量任何差异，按值传递原语应该会更快如果您的编译器正在做显而易见的事情---这就是为什么我强调如果您需要确定性，您应该编写一个测试用例。

另一个考虑因素是原始函数参数可以在 CPU 寄存器中结束，这使得访问它们的速度与内存访问一样快。当T 是一个原语时，您可能会发现为您的const T& 参数生成的指令比为您的T 参数生成的指令更多。您可以通过检查编译器的汇编器输出来测试它。

Answer 4

我被教导：

• 按值传递，当参数变量是基本内置类型之一时，例如 bool、int 或 float。这些类型的对象非常小，以至于通过引用传递并不会提高效率。另外，如果您想复制变量。

• 在您想要有效地传递不需要更改的值时传递一个常量引用。

• 仅在您想要更改参数变量的值时传递引用。但要尽量避免更改参数变量。

Answer 5

const 是在编译时评估的关键字。它对运行时性能没有任何影响。您可以在此处阅读更多相关信息：https://isocpp.org/wiki/faq/const-correctness