C++函数调用中的栈分配相关技术问题咨询

当调用函数时，若参数不是数组且未通过取地址符（&）显式指定按引用传递，则会按值传递。例如：

void boo (int a, int b) {}

int main() {
    int var1 {1};
    int var2 {2};

    boo(var1,var2);

    return 0;
}

在此场景中，整型变量var1和var2的值会被复制到函数boo()的参数a和b中，并存储在为boo()分配的栈帧内。

问题1 #

编写如下代码：

void boo (int a, int b) {}

int main() {
    boo(1,2);

    return 0;
}

整型字面量1和2属于右值，它们是否不会被存储在main()的栈帧中？

解答 #

不一定，具体取决于编译器的优化策略和目标平台的调用约定：

• 在未优化的编译模式下，编译器可能会把字面量1、2临时存入main()的栈帧，再将值复制到boo()参数a、b所在的栈帧位置。
• 开启优化（如-O2）时，编译器通常会直接通过寄存器传递字面量的值给boo()，不会在main()栈帧中存储这些字面量；即使需要通过栈传递，也可能直接在boo()的栈帧位置写入字面量值，跳过main()栈帧的存储步骤。

C++标准并没有强制要求右值必须存储在调用者栈帧中，具体行为由编译器实现决定。

问题2 #

改为编写如下代码：

void boo (int &a, int &b) {}

int main() {
    int var1{1};
    int var2{2};

    boo(var1,var2);

    return 0;
}

参数a和b是否仍会以某种备份形式存储在boo()的栈帧中？还是仅作为实际参数var1和var2的引用？

解答 #

从C++语义层面看，引用是变量的别名，a就是var1的别名，b就是var2的别名，不存在“备份”，对a的操作直接作用于var1，对b的操作直接作用于var2。

从底层实现角度，大部分编译器会通过指针来实现引用：此时boo()的栈帧中会存储var1和var2的内存地址（即指针），以此来关联引用与原变量。但这属于编译器的具体实现细节，C++标准并未规定引用必须用指针实现——如果编译器能直接追踪到引用对应的变量，也可以完全省略指针存储，直接操作原变量的内存。

无论底层如何实现，从语言语义上来说，引用不会产生原变量的备份。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ConventionalProgrammer