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c/c++ 编译器是否按值将结构推入堆栈，如果程序员指定一个大结构，则将数百个字节复制到堆栈上？返回结构是否会产生相同的惩罚？

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是的，大多数编译器确实推送堆栈，或复制到堆栈值传递结构（和classes）。ABI （应用程序二进制接口）规范通常要求它与编译器、处理器和操作系统相关。

有关详细信息，请参见例如X86 调用约定和System V ABI x86-64（至少对于 Linux，x86-64）。

实际上，大型结构位于堆栈上，通过寄存器（无声地）传递指向它们的指针。

ABI 定义这些结构是在调用者还是被调用者调用框架中......

对于两个字大小的struct-s，Linux x86-64 ABI 经常通过一对寄存器传递它们（作为参数和结果）。

使用GCC，尝试编译使用gcc -O -S -fverbose-asm foo.c以获取汇编代码foo.s；您也可以使用GCC MELT 探针或gcc -fdump-tree-all了解内部（Gimple）表示。

请注意，C++ 中一些相当复杂class的值可能具有较小的值大小，因为内部涉及大量指针。例如，在 Linux/AMD64sizeof(std::string)上只有一个（8 字节）字（包含指向一些复杂内容的指针），它可能通过寄存器传递。同样，许多 C++ 标准库的容器具有较小的值大小（大部分真实数据通过指针间接访问）。细节显然是特定于实现的。

于 2013-08-03T22:08:06.720 回答
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是的，编译器几乎肯定会执行类似 memcpy 的操作，将数百字节的结构或类复制到堆栈中，如果这是您要求的。如果不是这种情况，这样的事情就行不通：

std::string s = "A large amount of text";

std::string r = rev(s);
std::cout << s << " reversed is " << r << std::endl; 

...
std::string rev(std::string s)
{
   std::string::size_type len = s.length();
   for(std::string::size_type i = 0; i < len / 2; i++)
   {
      swap(s[i], s[len-i]);
   }
   return s;
}

这就是为什么几乎总是建议尽可能使用const引用，因为它只传递一个指向对象的指针。

既然上面的例子遭到反对，下面是另一个例子：

class mystring
{
    char s[200];
    size_t len;
  public:
    mystring(const char *aS)
    {
       strcpy(s, aS);
       len = strlen(s);
    }
    char& operator[](int index)
    {
       return s[index];
    }
    size_t length() 
    { 
       return len; 
    }
}

mystring str("Some long string");
mystring rev = rev_my_str(s);

mystring rev_my_str(mystring s)
{
   size_t len = s.length();
   for(size_t i = 0; i < len / 2; i++)
   {
      swap(s[i], s[len-i]);
   }
   return s;
}

事实上，这将为mystring堆栈上的两个对象腾出空间，一个用于s进入rev_my_str，一个用于返回值。

编辑：

g++ -O1[1] 为上述调用生成的汇编程序rev_my_string。有趣的一点是,和(分别是计数、源和目标)rep movsq的设置。$26 是它将复制的 8 字节单元的数量。26 * 8 = 208 字节。是堆栈指针。如果它以简单的形式内联，这几乎就是它的外观[实际上很可能有一大堆额外的工作来处理未对齐的开始/结束和使用 SSE 指令等]。%ecx%rsi%rdi%rspmemcpymemcpy

movl    $26, %ecx
movq    %rsp, %rdi
movq    %rbx, %rsi
rep movsq
leaq    416(%rsp), %rdi
call    _Z10rev_my_str8mystring

rev_my_string 本身看起来像这样。注意rep movsq函数底部的 。这就是它存储结果字符串的地方。

 _Z10rev_my_str8mystring:
.LFB990:
.cfi_startproc
movq    %rdi, %rax
movq    208(%rsp), %r9
movq    %r9, %r10
shrq    %r10
je  .L5
addq    $1, %r10
movl    $1, %edx
.L6:
movl    %r9d, %ecx
subl    %edx, %ecx
leaq    7(%rsp), %rsi
addq    %rdx, %rsi
movzbl  (%rsi), %edi
movslq  %ecx, %rcx
movzbl  8(%rsp,%rcx), %r8d
movb    %r8b, (%rsi)
movb    %dil, 8(%rsp,%rcx)
addq    $1, %rdx
cmpq    %r10, %rdx
jne .L6
.L5:
movl    $26, %ecx
movq    %rax, %rdi
leaq    8(%rsp), %rsi
rep movsq
ret

[1] 使用比这更高的优化会使编译器内联过多的代码（例如，rev_my_string 函数被内联），并且很难看到发生了什么。

于 2013-08-03T22:47:05.433 回答