对于特征中的 getter 来说，按值返回是否更好？

Question

对于大多数数据类型，我遵循 https://stackoverflow.com/a/35391084/11963778 中的约定并让 getter 返回引用：

trait HasName {
    fn name(&self) -> &String;
    fn name_mut(&mut self) -> &mut String;
}

但是，对于具有复制语义并且小于（或大约）指针大小的数据类型，我是否应该使用 getter 方法来返回值？它看起来像这样：

trait HasNum {
    fn num_v(&self) -> i32;
    fn num(&self) -> &i32;
    fn num_mut(&mut self) -> &mut i32;
}

使用返回值的 getter 是一种好习惯吗？如果是这样，那么对于小数据类型，我应该执行多大的操作？

Answer 1

根据经验，您可以复制保存在单个缓存行上的值，而不是使用引用。虽然 x86 上的缓存行通常为 64 字节，但英特尔建议将数据限制为 16 字节，以减少值不对齐的机会。

因此，换句话说，只需复制大小约为[i32; 4] 或更小的任何内容都可以。

注意：虽然背后有一些原因，但我只是根据我目前对性能的了解制定了这条规则。如果有足够多的人看这篇文章，我相信其他人会有更好的答案。话虽如此，即使我的推理有点偏离，我认为在大多数情况下，当您不尝试优化极其时间关键的代码片段或特定 CPU 时，它仍然可能成立。 p>

在我写这个答案的过程中，我还在this question 中发现了一些更有趣的点。

• https://stackoverflow.com/a/40185996/5987669

  例如，对于具有导致“最佳位置”的架构（机器寄存器、内存架构等）的机器来说，这是很常见的——复制某种大小的变量是最“有效的”，但复制更大的 OR较小的变量则更少。较大的变量将花费更多的复制成本，因为可能需要对较小的块进行多次复制。较小的也可能成本更高，因为编译器需要将较小的值复制到较大的变量（或寄存器）中，对其进行操作，然后将值复制回来。

• https://stackoverflow.com/a/49523201/5987669
  这个答案是针对 C 的，但如果它也适用于 Rust，我不会感到惊讶

  有一种称为 IPA SRA 的 GCC 优化，它自动将“按引用传递”替换为“按值传递”：https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Optimize-Options.html (-fipa-sra)
  ...
  因此，启用此优化后，使用小类型的引用应该与按值传递它们一样快。
  
  另一方面，按值传递（例如）std::string 无法优化到按引用速度，因为涉及到自定义复制语义。