为什么 boost::call_traits 通过引用传递像 pair<char, char> 这样的小对象？答案

【问题标题】：Why does boost::call_traits pass small objects like pair<char, char> by reference?为什么 boost::call_traits 通过引用传递像 pair<char, char> 这样的小对象？
【发布时间】：2012-11-04 02:06:07
【问题描述】：

我需要一种方法来决定是通过复制还是通过 const-reference 传递任意类型 T（例如，如果 T 足够小，则复制 if，否则通过 const-reference 传递）。为了避免重新发明轮子，我尝试了 Boost Call Traits。

正如预期的那样，原始类型通过值传递，而像std::string 这样的复杂类型通过引用传递。然而，微小的非原始类型也通过引用传递，例如std::pair<char, char>，这似乎不是最佳选择。我假设直到sizeof(void*) 的所有内容都将按值传递。

一般来说，Boost 库质量很高，所以也许我遗漏了一些东西。

这是我的测试代码：

#include <iostream>
#include <type_traits>
#include <tuple>
#include <boost/call_traits.hpp>

template <typename TYPE>
void test(const char* type_name)
{
  typedef typename boost::call_traits<TYPE>::param_type T;  
  if(std::is_reference<T>::value)        
    std::cout << type_name << " is passed by reference (sizeof=" << sizeof(TYPE) << ")\n"; 
  else 
    std::cout << type_name << " is passed by value (sizeof=" << sizeof(TYPE) << ")\n"; 
}

int main()
{
  test<short>("short");
  test<int>("int");
  test<double>("double");
  test<std::string>("std::string");
  test<long long>("long long");
  test<std::pair<int, int>>("std::pair<int, int>");
  test<std::pair<short, short>>("std::pair<short, short>");
  test<std::pair<char, char>>("std::pair<char, char>");
  test<std::tuple<char, char>>("std::tuple<char, char>");
  test<std::tuple<char, char, char, char>>("std::tuple<char, char, char, char>");
  test<std::pair<long long, long long>>("std::pair<long long, long long>");
  return 0;
}

以下是结果（Boost 1.50，g++ 4.7.2）：

short is passed by value (sizeof=2)
int is passed by value (sizeof=4)
double is passed by value (sizeof=8)
std::string is passed by reference (sizeof=8)
long long is passed by value (sizeof=8)
std::pair<int, int> is passed by reference (sizeof=8)
std::pair<short, short> is passed by reference (sizeof=4)
std::pair<char, char> is passed by reference (sizeof=2)
std::tuple<char, char> is passed by reference (sizeof=2)
std::tuple<char, char, char, char> is passed by reference (sizeof=4)
std::pair<long long, long long> is passed by reference (sizeof=16)

【问题讨论】：

好问题。在黑暗中严重刺伤——也许是因为 boost 不能相信非基本类型的复制构造函数将是一个简单的位复制？所以一个子指针大小的类可能有一个非常昂贵的复制操作。即使知道你的类有一个默认的复制构造函数是不够的——你还必须知道所有的内容都有默认的复制构造函数，一直到原始类型。也许其中一种新的 C++0x 类型的结构符合这个含义？
好点，我没有考虑用户定义的复制构造函数或复制可能是语义的类型（例如，由另一个线程修改的 std::atomic ）。但是，如果类型是 POD 并且足够小，那么按值传递它应该是安全的。不幸的是，std::is_pod<std::pair<char, char>>::value 是假的。

标签： c++ boost parameter-passing

【解决方案1】：

Call Traits 是一个通用库，必须与任何用户定义的类型一起使用。要确定按值传递任意类型是否更快，需要额外的知识，这超出了库的范围。因此，在有疑问时始终按值传递的保守方法是合理的。

虽然应该可以对其进行扩展以改进对常用 STL 类型（例如，std::pair、std::tuple、std::array）的支持，但没有通用的方法可以这样做。

【讨论】：