Question

我的问题涉及在C ++中对函数包装器进行内联优化的应用，考虑以下代码，WorkerStructure对象使用函数包装器初始化，该函数包装器封装了一些功能块。然后在调用WorkerStructure :: doSomeWork方法时使用函数包装器。

当应用于WorkerStructure :: doSomeWork方法时，workerFunction对象封装的功能是否会内联？显然，如果在其他某个转换单元中定义了该功能，则workerFunction对象只封装一个函数指针，是否存在任何其他无法内联的情况？

当通过函数包装器传递在不同转换单元中定义的lambda函数时，它是否实际上等同于传递函数指针？

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 ;
};

Answer 1

std::function的多态特性固有地使非常难以实际内联调用。因为std::function可以讲述任何可调用的实体;你会如何编写内联代码？

这有点像内联通过基指针调用的虚函数，没有其他可用信息（也就是在调用之前没有从派生到基指针的赋值，编译器可能会使用它来启用内联）。

大多数情况下，std::function使用void*指针和一个指向模板化函数的特化的函数指针来实现，它可以执行实际的调用和转换。当然有变体使用虚函数来做到这一点，并且它们更清楚，为什么它非常难以实现。即使链接时优化也无法做任何事情，因为无关紧要，你已经拥有了你在呼叫站点可以获得的所有信息（这并不多）。

这是非常原始版本的std::function使用模板函数版本的指针，只处理存储和调用方面（省略内存管理，复制，移动，重置，空间优化等。）：

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.我认为很难检查_obj和_caller内部的内容以及调用function的位置。

仅供参考，here's the version with virtual functions。

Answer 2

有趣的是，我今天在the mailing list询问了关于Clang / LLVM中虚拟功能的内联。 std::function的动态特性使其基本上成为虚拟调用，因为virtual调用不仅仅是指向函数的指针。

以LLVM为例，让我们使用以下程序：

#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();
}

发出的主要功能：

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

因此，编译器能够理解选择哪个函数（结合内联和常量传播），并内联调用。

不幸的是，我在我的电子邮件中证明了通过虚拟表这不起作用（优化器以某种方式丢失了信息并且无法内联调用）。因此尽管内联完全可以通过std::function工作，但它很可能不仅取决于编译器，而且还取决于您恰好使用的std::function的特定实现。我担心你需要试验你的申请。

限制在C ++中内联函数包装器

2 个答案: