引数の渡し方、どれが速いんだろう？

よく stackoverflow で見る質問について書こうと思います。

引数を渡す時は、以下のの3つのパターンがあると思います。

• 値渡し
  • 値渡しを使うと渡す変数がコピーされます。
• ポインタ渡し
  • ポインタ渡しは変数のメモリ上のアドレスのみを渡すことになるため、コピーは発生しないです。パフォーマンス的に良いのですが、NULLポインタの可能性があるためNULLチェックしないといけないせいで、できれば避けた方がいいです。
  • 入力引数の場合はconstを付けるといいです。
• 参照渡し
  • 参照渡しは C言語にはなくて、C++ で新たに追加された機能で、基本はNULLになれないポインタのような認識でいいと思います。
  • 入力引数の場合はconstを付けるといいです。

大きな型を渡す時は、値渡しは避けた方がいいのは常識だと思いますが。基本型の場合は実はコピーの方が速いから値渡しの方が良いと言われます。
でもその境目はどこでしょう？
基本型は値渡しの方が速いって本当でしょうか？

// 値渡し
int f1(int number)
{
  return number * number;
}

// 参照渡し
int f2(const int& number)
{
  return number * number;
}

// ポインタ渡し
int f3(const int* number)
{
  return *number * *number;
}

こういう時は実際にベンチマークテストで実験するに限るので、以下のサイトでパフォーマンスを計ってみました。

https://quick-bench.com/

以下の結果になりました。

https://quick-bench.com/q/5rEUfObHwhzFk22s4_BE2rI9esw

ポインタ渡しの方が僅かに速いぐらいで、殆ど変わらなかったです。やはりこの場合は一番簡単な方法でいいと思うので、値渡しでいい気がします。

このサイトは複数のコードのパフォーマンスを比較したい時に非常に簡単にベンチマークを作って、結果をグラフとして見せてくれる神サイトなのです。色々なオプションとコンパイラで比較できます。

因みにstd::stringだったら、どちらが早いでしょうか？

// 値渡し
std::string f1(std::string str)
{
  return str.substr(5, 3);
}

// 参照渡し
std::string f2(const std::string& str)
{
  return str.substr(5, 3);
}

// ポインタ渡し
std::string f3(const std::string* str)
{
  return str->substr(5, 3);
}

こちらもquick-benchで比べてみたら、以下の結果になりました。

https://quick-bench.com/q/fPRqV4TERAmHvo2IncwjkD05w38

値渡しの方が明らかに遅かったです。ポインタ渡しと参照渡しはほぼ同じでした。

もっと複雑なデータを使ったり、処理を変えたり、コンパイラやオプションを変えたりすると結果が変わるかもしれないですが、本当は今回このサイトを紹介したかっただけです。是非使ってみてください。

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