限制在C++中內聯函數包裝器

我的問題涉及在C++中對函數包裝器進行內聯優化的應用，請考慮以下代碼，WorkerStructure對象使用封裝了某些功能塊的函數包裝器進行初始化。然後在調用WorkerStructure :: doSomeWork方法時使用函數包裝器。限制在C++中內聯函數包裝器

將當在WorkerStructure :: doSomeWork法塗布由workerFunction對象封裝的功能性被內聯?,很明顯，如果該功能是在其它一些翻譯單元所定義的，workerFunction對象只封裝了一個函數指針，是否有任何其他情況下內聯將不可能？

當在不同的翻譯單元中定義的lambda函數通過函數包裝器傳遞時，它是否等價於傳遞函數指針？

struct WorkerStructure 
{ 
    WorkerStructure(std::function <bool(float)> &f):workerFunction(f) {} 

    void doSomeWork(float inputValue) 
    { 
     if(workerFunction(inputValue)) 
     { 
      //do some conditional operation 
     } 
    } 
    std::function <bool(float)> workerFunction ; 
};

來源

2012-09-29 Gearoid Murphy

它強烈依賴於編譯器和優化標誌。 FYI最近GCC（即4.7）具有鏈接時優化能力（編譯**和** *鏈接*與'gcc -flto -O2'） –

Cool！，不知道flto，我正在試驗很多用lambda函數，我非常喜歡他們給我的靈活性，但我不喜歡接受任何性能下降，因此是個問題。 –

我最近把代碼中的大部分代碼轉換成了在gcc 4.7.0中使用lambdas而沒有遇到性能問題（我基本上用for_each_obj替換了一些自我創建的迭代器類對象來訪問複雜的數據結構（lambda）'，其中'for_each_obj'模板由數據結構提供，允許更好地優化循環邏輯）。 – Walter

的std::function多態本質上是使得非常非常很難真正內聯調用。由於std::function可以講述任何可調用實體;你會如何編寫內聯代碼？

它有點像內聯虛函數，它通過基指針調用，沒有其他可用的信息（也就是說，在調用之前沒有從派生指針到基指針的賦值，編譯器可能用於啓用內聯）。

大多數時候，std::function與void*指針和函數指針的模板函數的專業化，執行實際invokation和鑄造之類的東西來實現。當然有些變體使用虛擬功能來做到這一點，而且它更清楚爲什麼它很難。即使鏈接時間最優化也無法做任何事情，因爲它無關緊要，您已經擁有了可以在呼叫站點獲得的所有信息（這並不多）。

下面是一個使用指針模板功能版本的std::function一個非常原油的版本，只有存儲和調用方面的處理（離開了內存管理，複製，移動，重設，空間優化等）：

template<class Sig> 
class function; 

template<class R, class... Args> 
class function<R(Args...)>{ 
    typedef R (*call_type)(void*, Args...); 
    void* _obj; 
    call_type _caller; 

public: 
    template<class F> 
    function(F f) 
    : _obj(new F(f)) 
    , _caller([](void* p, Args... args){ return (*static_cast<F*>(p))(args...); }) 
    {} 

    R operator()(Args... args) const{ 
    return _caller(_obj, args...); 
    } 
};

Live example.我認爲很難檢查_obj和_caller的實際內部以及function的調用點。

僅供參考，here's the version with virtual functions。

來源

2012-09-29 16:47:15 Xeo

令人高興的是，通過傳遞lambda作爲模板參數，內聯函數被正確appiled，我通過目測優化的反彙編對象代碼來驗證這一點。 –

@Gearoid：哦，那很酷。 :)我想只有在你存儲內容的同一範圍內調用'std :: function'時，它纔有效。 – Xeo

有趣的是，我問了關於剛剛在the mailing list上Clang/LLVM中虛函數的內聯。 std::function的動態性質使得它本質上是一個虛擬呼叫，因爲virtual調用並不比指向函數的指針多得多。

使用LLVM作爲一個例子，讓我們用下面的程序玩法：

#include <cstdio> 

typedef void (*Function)(); 

void donothing() {} 
void print() { printf("Hello World!"); } 

Function get(int i) { 
    if (i % 2 == 0) { return donothing; } 
    return print; 
} 

int main() { 
    Function f = get(0); 
    f(); 
}

排放的主要功能：

define i32 @main() uwtable readnone { 
    ret i32 0 
}

因此，編譯器必須瞭解哪些功能被選中的能力（內聯和不斷傳播的組合），並且確實將內聯內聯。

不幸的是，我在我的電子郵件中演示了通過虛擬表這不起作用（優化器以某種方式丟失了信息並且無法內聯該呼叫）。所以雖然內聯確實可以通過std::function工作，但它可能很好地依賴於編譯器，但也取決於您碰巧使用的std::function的特定實現。我擔心你需要試驗你的應用程序。

來源

2012-09-29 17:57:52

限制在C++中內聯函數包裝器

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