C++ 函数中引用传递与指针传递的效率比较

引言

在使用 C++ 函数传递参数时，我们可以通过值传递、引用传递或指针传递。引用传递和指针传递都是将变量的地址传递给函数，但在效率和用法上存在差异。

引用传递

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引用传递通过 & 符号将变量的引用传递给函数。通过引用传递，函数可以直接操作实际变量，无需创建额外的内存副本。

void increment(int& n) {
  n++;
}

int main() {
  int x = 10;
  increment(x);
  cout << x << endl; // 输出 11
}

指针传递

指针传递通过 * 符号将变量的地址传递给函数。与引用传递类似，函数可以间接操作变量，但需要通过解引用操作来访问它。

void increment(int* n) {
  (*n)++;
}

int main() {
  int x = 10;
  increment(&x);
  cout << x << endl; // 输出 11
}

效率比较

引用传递和指针传递在效率上几乎没有差异。它们都避免了创建额外的内存副本，因此在时间和空间复杂度方面具有相同的性能。

实战案例

以下是一个实战案例，比较了引用传递和指针传递在传递大型数据结构时的效率：

struct LargeDataStructure {
  double values[1000000];
  // 其他成员变量和方法
};

// 引用传递
void processRef(LargeDataStructure& data) {
  // 对 data 进行操作
}

// 指针传递
void processPtr(LargeDataStructure* data) {
  // 对 data 进行操作
}

int main() {
  LargeDataStructure data;

  // 测量引用传递的时间
  auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
  processRef(data);
  auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
  auto refDuration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end - start);

  // 测量指针传递的时间
  start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
  processPtr(&data);
  end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
  auto ptrDuration = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(end - start);

  cout << "引用传递时间：" << refDuration.count() << "ms" << endl;
  cout << "指针传递时间：" << ptrDuration.count() << "ms" << endl;
}

在该实战案例中，引用传递和指针传递在处理大型数据结构时显示出相似的性能，时间差异微乎其微。