创建变量的本地别名是否会增加开销？

Question

请考虑以下情况：

void func(const A& a)
{
    //Case 1:
    const int& val = a->b->c->d;
    func1(val);
    func2(val);

    //Case 2:
    func1(a->b->c->d);
    func2(a->b->c->d);

    //Case3:
    int val = a->b->c->d;
    func1(val);
    func2(val);
}

关于可读性，Case3是最直接的。

关于速度，在一个不错的编译器中，以上所有情况都相等吗？如果不是，哪些情况是最快和最慢的？

假设所有指针都是裸指针，并且它们指向堆中的对象。

更新：假设参数是一个const，如上所示，因此func1和func2可以通过值或const引用来获取参数。

- balki

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值得注意的是，如果 func1 可以修改 a、a->b、a->b->c 和/或 a->b->c->d，那么这三个代码片段实际上可能是不等价的。因此，编译器将它们全部优化成相同的代码的唯一方法是，如果它可以访问 func1 的定义或以某种方式确认它们是功能等价的。 - ruakh

@ruakh 如果 func1 只传递了 d 的值，那么它如何修改 a、b 或 c？ - Dave Rager

@Dave：也许 a 是一个全局变量。 - Ben Voigt

即使将a声明为const，编译器是否可以进行优化，或者仍然存在不同的线程修改a->b->c指向的可能性。因此，我猜测编译器不会对此进行优化。 - balki

https://gcc.godbolt.org/z/rJz0_l - balki

Answer 1

假设这两个函数都采用值传递参数，情况3至少与情况1一样快，而情况1至少比情况2快。

正如ruakh在评论中提到的那样，在优化之前需要进行一些复杂的数据流分析。

如果函数参数是引用，则最终的内存加载可能永远不会发生。那么情况1将是最快的。

如果这些是宏而不是函数，那么一切都无法预测。

- Ben Voigt

Answer 2

在第一个场景中，您在val中引用a->b->c->d，因此从编译器的角度来看，val是一个取消引用的指针。

就速度而言，第三个方法是最快的，因为它只是创建值的副本，然后使用该副本。

前两种方法的问题在于，您必须取消引用指针才能获取值，因此必须执行以下操作。

case 1
lea eax,[ebp+a]
push eax

case 2
lea eax, [ebp+a]
lea ebx, [eax]
....

case 3
mov eax [ebp+val]
push eax

你可以清楚地看到第三个是最快的

- Ionut Hulub

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我明白了。但是如果d不是原始类型，case1或case2哪个更快？ - balki

情况1比情况2更快。 - Ionut Hulub