# 引言 * 引用是C++的特性，指針是C語言的特性 * 關於這兩種特性的運行效率，人云亦云，好多人都說引用傳遞效率更高 * 以至於一些面試官在自己都不清楚的前提下麵試別人 * 筆者有幸遇到過，由於看過底層彙編，在面試官對我說引用效率更高的時候，導致我一度懷疑自己的記憶力 * 下麵我們就看看引用在匯 ...
引言
- 引用是C++的特性，指針是C語言的特性
- 關於這兩種特性的運行效率，人云亦云，好多人都說引用傳遞效率更高
- 以至於一些面試官在自己都不清楚的前提下麵試別人
- 筆者有幸遇到過，由於看過底層彙編，在面試官對我說引用效率更高的時候，導致我一度懷疑自己的記憶力
- 下麵我們就看看引用在彙編層面與指針有什麼區別吧
DEMO(main.cpp)
#include <iostream>
#include <cstring>
void t1(int &b)
{
++b;
return;
}
void t2(int *c)
{
++*c;
return;
}
int main()
{
int a = 100;
t1(a);
t2(&a);
return 0;
}
編譯
g++ -g -o test ./main.cpp
反編譯
objdump -S ./test > ./test.S
AT&T(test.S)
- 由於是c++代碼，所以彙編文件比較大
- 為了方便閱讀，此處僅摘抄重點部分
00000000000007aa <_Z2t1Ri>:
#include <iostream>
#include <cstring>
void t1(int &b)
{
7aa: 55 push %rbp
7ab: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
7ae: 48 89 7d f8 mov %rdi,-0x8(%rbp)
++b;
7b2: 48 8b 45 f8 mov -0x8(%rbp),%rax
7b6: 8b 00 mov (%rax),%eax
7b8: 8d 50 01 lea 0x1(%rax),%edx
7bb: 48 8b 45 f8 mov -0x8(%rbp),%rax
7bf: 89 10 mov %edx,(%rax)
return;
7c1: 90 nop
}
7c2: 5d pop %rbp
7c3: c3 retq
00000000000007c4 <_Z2t2Pi>:
void t2(int *c)
{
7c4: 55 push %rbp
7c5: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
7c8: 48 89 7d f8 mov %rdi,-0x8(%rbp)
++*c;
7cc: 48 8b 45 f8 mov -0x8(%rbp),%rax
7d0: 8b 00 mov (%rax),%eax
7d2: 8d 50 01 lea 0x1(%rax),%edx
7d5: 48 8b 45 f8 mov -0x8(%rbp),%rax
7d9: 89 10 mov %edx,(%rax)
return;
7db: 90 nop
}
7dc: 5d pop %rbp
7dd: c3 retq
00000000000007de <main>:
int main()
{
7de: 55 push %rbp
7df: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp
7e2: 48 83 ec 10 sub $0x10,%rsp
7e6: 64 48 8b 04 25 28 00 mov %fs:0x28,%rax
7ed: 00 00
7ef: 48 89 45 f8 mov %rax,-0x8(%rbp)
7f3: 31 c0 xor %eax,%eax
int a = 100;
7f5: c7 45 f4 64 00 00 00 movl $0x64,-0xc(%rbp)
t1(a);
7fc: 48 8d 45 f4 lea -0xc(%rbp),%rax
800: 48 89 c7 mov %rax,%rdi
803: e8 a2 ff ff ff callq 7aa <_Z2t1Ri>
t2(&a);
808: 48 8d 45 f4 lea -0xc(%rbp),%rax
80c: 48 89 c7 mov %rax,%rdi
80f: e8 b0 ff ff ff callq 7c4 <_Z2t2Pi>
return 0;
814: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax
}
819: 48 8b 55 f8 mov -0x8(%rbp),%rdx
81d: 64 48 33 14 25 28 00 xor %fs:0x28,%rdx
824: 00 00
826: 74 05 je 82d <main+0x4f>
828: e8 43 fe ff ff callq 670 <__stack_chk_fail@plt>
82d: c9 leaveq
82e: c3 retq
初步結論
- 我們通過編譯與反彙編可以看到
- 不論指針還是引用，所有彙編代碼除了t1,t2地址的不同，可以說沒有任何區別
- 故引用其實就是指針，不過是c++幫你解引用(加了*號)併進行了一定的語法限制
- 以上彙編中或許有一些我沒註意到的細節，歡迎各位大佬在評論區指出
完善DEMO
#include <iostream>
#include <cstring>
void t1(int &b)
{
++b;
return;
}
void t2(int *c)
{
++*c;
return;
}
int main(int argc,char **argv)
{
int a = 100;
long b = 10000000000;
bool ptr = false;
if(argc > 1 && strstr(argv[1],"p")) ptr = true;
if(!ptr) while(--b) t1(a);
else while(--b) t2(&a);
return 0;
}
比對運行效率
- 考慮到環境因素帶來的不確定性,比如cpu降頻，其它進程搶占cpu等
- 故我此處運行了多次，其中帶有參數p的是使用的指針,不帶有任何參數的是使用的引用
kbin@kbin-virtual-machine:~/test$ time ./test
real 0m18.444s
user 0m18.391s
sys 0m0.036s
kbin@kbin-virtual-machine:~/test$ time ./test p
real 0m18.173s
user 0m18.141s
sys 0m0.016s
kbin@kbin-virtual-machine:~/test$ time ./test
real 0m18.424s
user 0m18.418s
sys 0m0.000s
kbin@kbin-virtual-machine:~/test$ time ./test p
real 0m18.261s
user 0m18.156s
sys 0m0.088s
kbin@kbin-virtual-machine:~/test$ time ./test
real 0m18.470s
user 0m18.429s
sys 0m0.028s
kbin@kbin-virtual-machine:~/test$ time ./test p
real 0m18.300s
user 0m18.282s
sys 0m0.008s
kbin@kbin-virtual-machine:~/test$ time ./test
real 0m18.434s
user 0m18.402s
sys 0m0.028s
kbin@kbin-virtual-machine:~/test$ time ./test p
real 0m18.283s
user 0m18.259s
sys 0m0.008s
- 可以看到指針甚至在效率上高於引用
- 當然這是由於誤差導致的...
最終結論
- 指針與引用在運行效率上是不分伯仲的
- 喜歡用指針還是引用完全憑藉個人喜好
- 指針在使用的靈活度上具有很高的優勢，但如果使用過程中不註意細節，就會存在安全隱患
- 引用由於受到c++語法的限制，犧牲了一定的靈活性，但卻大大提高了使用過程中的安全性
- 至於網路上說引用更具有運行效率，或許是因為指針在使用前一般會去判斷非NULL吧...
