我可以让C++编译器决定是按值传递还是按引用传递吗？

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>

来说，您想要

ingest

对字符串的引用是有道理的——复制字符串可能会非常昂贵！但对于

HungryHippo<int>

来说，它就没那么有意义了。直接传递

int

可能非常便宜（大多数编译器会在寄存器中完成），但传递对

int

的引用是额外不必要的间接级别。这也适用于返回值。

有没有什么方法可以向编译器建议“嘿，我不会修改参数，所以you决定是按值传递还是按引用传递，具体取决于你认为哪个更好”？

一些可能相关的事情：

• 我可以通过编写

  template <class T, bool PassByValue> class HungryHippo

  然后专门研究

  PassByValue

  来手动伪造这种效果。如果我想变得更花哨，我什至可以根据

  PassByValue

  和

  sizeof(T)

  推断

  std::is_trivially_copyable<T>

  。无论哪种方式，当实现看起来几乎相同时，这都是大量额外的工作，并且我怀疑编译器在决定是否按值传递方面可以比我做得更好。
• libc++项目似乎通过内联很多函数来解决这个问题，这样编译器就可以将选择提升一级，但在这种情况下，假设

  ingest

  的实现相当复杂，不值得内联。注释中解释了，所有模板函数默认都是

  inline

  。

Answer 1

boost::call_traits

标头正是解决这个问题。请查看这里。

具体来说，

call_traits<T>::param_type

选项包括以下描述：

如果

T

是一个小型内置类型或指针，则定义

param_type

作为

T const

，而不是

T const&

。这可以提高人的能力 编译器优化函数体中的循环（如果它们依赖） 根据传递的参数，传递的参数的语义是 否则不变（需要部分专业化）。

在您的情况下，您可以定义

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:
    ...
};

我不确定这是否会对您的实际代码/编译器组合产生很大影响。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 boost 等技巧

call_traits<T>

在这种情况下做了他们声称要做的事情，但我认为你假设编译器在最重要的情况下还没有进行这种优化。 毕竟，这是微不足道的。 如果您接受

const T&

和

sizeof(T) <= sizeof(void*)

，则 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参数的指针取消引用。