哪个更快？按引用传递与按值传递 C++

Question

我认为通过引用传递应该比通过值传递更快，因为计算机不是在复制数据，它只是指向数据的地址。

但是，请考虑以下 C++ 代码：

#include <iostream>
#include <cassert>
#include <cmath>

using namespace std;

// do not use pass by reference& with this function, it will become so slow
unsigned long long computePascal(const unsigned int row, const unsigned int position) {
    if (position == 1 || position == row)
    return 1L;
    unsigned long long left = computePascal(row-1, position-1);
    unsigned long long right = computePascal(row-1, position);
    unsigned long long sum = left + right;
    return sum;
}

int main() {
    int row, position;
    cout << "Input row and position: ";
    cin >> row >> position;
    assert(position > 0 && position <= row);
    unsigned long long pascalNumber = computePascal(row, position);
    cout << pascalNumber << endl;
    return 0;
}

现在这段代码只是一个普通程序，它通过输入三角形的所需行和位置递归地计算帕斯卡数。

我尝试放置第 50 行和第 7 位，它计算大约 1 秒（按值传递）。输出大约是 1300 万，这是正确的。所以我认为如果我通过引用传递它可能会更快，因为它不需要复制大量数据。但这是非常错误的，我不知道为什么它需要更长的时间，大约是传递价值所需的时间的 3 倍。 问题是……

为什么在我尝试将其更改为通过 const 引用传递后，该程序的计算速度如此之慢？

因为递归函数是一个例外，你应该通过值而不是 const 引用传递，这有关系吗？

Answer 1

“哪个更快”的答案通常是“视情况而定”。

如果您不是传递四个字节的数据，而是传递一个指向数据的八字节指针，那么您就不能真正期望这会使事情变得更快。如果不是传递 100 个字节的数据，而是传递一个指向数据的 8 字节指针，那就不同了。

但现在函数没有数据，它只有一个引用。所以每当它需要读取数据时，它必须通过引用间接地做到这一点。那需要更长的时间。如果你传递了一个 100 字节的对象并且只读取了其中的 8 个字节，那么你仍然有可能获胜。但是，如果您实际上读取了所有数据，并且可能多次读取，那么即使对于大型对象，传递值也可能会更快。

真正的区别在于传递对象时，而按值传递意味着将调用或多或少复杂的构造函数。通过引用传递意味着没有构造函数。但是 int 无论如何都没有构造函数。

然后是优化。按值传递意味着编译器知道您的函数是唯一可以访问数据的函数。通过引用传递意味着数据可以在任何地方。如果您有两个 int& 参数，我可以将 some int 传递两次。所以增加行可能会增加 pos。或者它可能不会。这会扼杀优化。

然后是优化规则：“衡量它”。你测量了它，发现什么更快。有时事情变得更快或更慢，没有任何充分的理由。