我可以让 C++ 编译器决定是按值传递还是按引用传递？

Question

看看这个假设的头文件：

template <class T>
class HungryHippo {
public:
    void ingest(const T& object);
private:
    ...
}

现在，对于HungryHippo<string>，您希望ingest 引用字符串是有道理的——复制字符串可能非常昂贵！但是对于HungryHippo<int>，它的意义不大。直接传递int 可能非常便宜（大多数编译器会在寄存器中进行），但是传递对int 的引用是额外不必要的间接级别。这也适用于返回值。

有没有办法向编译器建议“嘿，我不会修改参数，所以你决定是通过值传递还是通过引用传递，这取决于你的想法更好”？

一些可能相关的事情：

• 我可以通过写template <class T, bool PassByValue> class HungryHippo 手动伪造这个效果，然后专门处理PassByValue。如果我想变得非常花哨，我什至可以根据sizeof(T) 和std::is_trivially_copyable<T> 推断出PassByValue。无论哪种方式，当实现看起来几乎相同时，这都是很多额外的工作，我怀疑编译器可以比我更好地决定是否通过值传递。
• libc++ 项目似乎通过内联很多函数来解决这个问题，因此编译器可以做出更上一层楼的选择，但在这种情况下，假设ingest 的实现相当复杂，不值得内联。 如 cmets 中所述，所有模板函数默认为 inline。

Answer 1

boost::call_traits 标头正好解决了这个问题。看看here。

具体来说，call_traits<T>::param_type 选项包括以下描述：

如果T 是一个小的内置类型或指针，则定义param_type 作为T const，而不是T const&。这样可以提高能力 编译器优化函数体中的循环（如果它们依赖） 在传递参数上，传递参数的语义是 否则不变（需要部分特化）。

在你的情况下，你可以定义ingest如下：

template <class T>
class HungryHippo {
public:
    void ingest(call_traits<T>::param_type object);
    // "object" will be passed-by-value for small 
    // built-in types, but passed as a const reference 
    // otherwise
private:
    ...
};

这是否真的会对您的实际代码/编译器组合产生很大影响，我不确定。与往常一样，您必须运行一些实际的基准测试，看看会发生什么......

Answer 2

虽然提到的诸如 boost 之类的技巧 call_traits<T> 在这种情况下可以做到他们声称要做的事情，但我认为您假设编译器尚未在最重要的情况下进行此优化。毕竟，这是微不足道的。如果您接受const T& 和sizeof(T) <= sizeof(void*)，C++ 引用语义强加的不变量允许编译器简单地替换整个函数体中的值（如果它是胜利的话）。如果不是，最坏情况的开销是函数序言中的一个指向 arg 的指针取消引用。