右值引用是否与左值引用具有相同的开销？

Question

考虑这个例子：

#include <utility>

// runtime dominated by argument passing
template <class T>
void foo(T t) {}

int main() {
    int i(0);
    foo<int>(i); // fast -- int is scalar type
    foo<int&>(i); // slow -- lvalue reference overhead
    foo<int&&>(std::move(i)); // ???
}

foo<int&&>(i) 是否和 foo<int>(i) 一样快，还是像 foo<int&>(i) 一样涉及指针开销？

编辑：按照建议，运行 g++ -S 为 foo<int>(i) 和 foo<int&>(i) 提供了相同的 51 行汇编文件，但 foo<int&&>(std::move(i)) 导致71行汇编代码（看起来差异来自std::move）。

编辑：感谢那些推荐 g++ -S 具有不同优化级别的人——使用 -O3（并使 foo noinline）我能够得到看起来像 xaxxon's solution.

Answer 1

在您的具体情况下，它们很可能都是一样的。使用 gcc -O3 从 godbolt 生成的代码是 https://godbolt.org/g/XQJ3Z4 for:

#include <utility>

// runtime dominated by argument passing
template <class T>
int foo(T t) { return t;}

int main() {
    int i{0};
    volatile int j;
    j = foo<int>(i); // fast -- int is scalar type
    j = foo<int&>(i); // slow -- lvalue reference overhead
    j = foo<int&&>(std::move(i)); // ???
}

是：

    mov     dword ptr [rsp - 4], 0 // foo<int>(i);
    mov     dword ptr [rsp - 4], 0 // foo<int&>(i);
    mov     dword ptr [rsp - 4], 0 // foo<int&&>(std::move(i)); 
    xor     eax, eax
    ret

volatile int j 是为了让编译器无法优化所有代码，否则它会知道调用的结果被丢弃，整个程序将优化为空。

但是，如果您强制函数不被内联，那么情况会有所改变 int __attribute__ ((noinline)) foo(T t) { return t;}:

int foo<int>(int):                           # @int foo<int>(int)
        mov     eax, edi
        ret
int foo<int&>(int&):                          # @int foo<int&>(int&)
        mov     eax, dword ptr [rdi]
        ret
int foo<int&&>(int&&):                          # @int foo<int&&>(int&&)
        mov     eax, dword ptr [rdi]
        ret

以上：https://godbolt.org/g/pbZ1BT

诸如此类的问题，学会爱https://godbolt.org and https://quick-bench.com/（快板凳需要你学习如何正确使用google测试)

Answer 2

参数传递的效率取决于 ABI。

例如，在 linux 上，Itanium C++ ABI 指定引用作为指向被引用对象的指针传递：

3.1.2 Reference Parameters

Reference parameters are handled by passing a pointer to the actual parameter.

这与参考类别（rvalue/lvalue 参考）无关。

为了更广泛的观点，我在丹麦技术大学 calling convention 的一份文件中找到了这句话，该文件分析了大多数编译器：

References are treated as identical to pointers in all respects.

因此右值和左值引用涉及所有 ABI 上的指针开销。

右值引用是否与左值引用具有相同的开销？

Do rvalue references have the same overhead as lvalue references?

c++

overhead

c++11

pass-by-rvalue-reference