面试题：C++类普通成员函数中复杂类型参数传递优化

Question

假设你有一个自定义的大型结构体 `BigStruct`，其中包含多个成员变量，在类的普通成员函数 `void process(BigStruct data)` 中使用值传递方式传递该结构体。为了提高性能，你会对这个函数的参数传递方式进行怎样的优化？请给出优化后的代码示例，并说明优化的原理。

Answer 1

1. 优化方式：将值传递改为引用传递。

2. 优化后的代码示例：

#include <iostream>

// 自定义大型结构体
struct BigStruct {
    int data[1000];
    // 其他成员变量
};

class MyClass {
public:
    // 优化后的函数，使用引用传递
    void process(const BigStruct& data) {
        // 处理逻辑
        for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
            // 例如对数据进行一些操作
            std::cout << data.data[i] << std::endl;
        }
    }
};

3. 优化原理：
   • 值传递：在值传递时，函数调用时会创建实参的副本传递给函数形参。对于大型结构体 BigStruct，复制整个结构体的开销较大，会消耗较多的时间和内存空间，从而影响性能。
   • 引用传递：使用引用传递时，函数接收的是实参的别名，而不是实参的副本。这意味着不会创建额外的结构体副本，只是传递了一个引用（本质上是一个地址），大大减少了内存开销和复制操作的时间，提高了函数调用的性能。同时，使用 const 修饰引用参数，可以保证在函数内部不会意外修改传入的结构体内容，增强了程序的安全性。