Question

我想知道我的编译器使用以下代码做什么

void design_grid::design_valid()
{
    auto valid_idx = [this]() {
        if ((row_num < 0) || (col_num < 0))
        {
            return false;
        }
        if ((row_num >= this->num_rows) || (col_num >= this->num_rows))
        {
            return false;
        }
        return true;

    }

    /* some code that calls lambda function valid_idx() */
}

如果我反复调用上面的类成员函数（design_grid::design_valid），那么当我的程序每次遇到valid_idx的创建时会发生什么？编译器是否在编译时内联了稍后调用它的代码，以便在遇到valid_idx的创建时实际上不执行任何操作？

更新

汇编代码的一部分如下。如果这有点太多了，我会稍后发布另一批有色的代码，以说明哪些部分是哪些。（目前没有一种很好的方法可以与我进行色码分段）。另请注意，我已经更新了我的成员函数的定义和上面的lambda函数，以反映我在代码中命名的内容（因此，使用汇编语言）。

在任何情况下，似乎lambda都是与main函数分开定义的。 lambda函数由下面的_ZZN11design_grid12design_validEvENKUliiE_clEii函数表示。反过来，在此函数的正下方，由design_grid::design_valid表示的外部函数（_ZN11design_grid12design_validEv）开始。稍后在_ZN11design_grid12design_validEv中，系统会调用_ZZN11design_grid12design_validEvENKUliiE_clEii。进行调用的这一行看起来像

call    _ZZN11design_grid12design_validEvENKUliiE_clEii #

如果我错了，请纠正我，但这意味着编译器将lambda定义为design_valid函数之外的正常函数，然后将其作为正常函数调用？也就是说，每次遇到声明lambda函数的语句时，它都不会创建新对象？我在该特定位置看到lambda函数的唯一迹线是在第二个函数中注释# tmp85, valid_idx.__this的行，就在函数开始时重新调整的基本和堆栈指针之后，但这只是一个简单的movq操作。

.type   _ZZN11design_grid12design_validEvENKUliiE_clEii, @function
_ZZN11design_grid12design_validEvENKUliiE_clEii:
.LFB4029:
.cfi_startproc
pushq   %rbp    #
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset 6, -16
movq    %rsp, %rbp  #,
.cfi_def_cfa_register 6
movq    %rdi, -8(%rbp)  # __closure, __closure
movl    %esi, -12(%rbp) # row_num, row_num
movl    %edx, -16(%rbp) # col_num, col_num
cmpl    $0, -12(%rbp)   #, row_num
js  .L107   #,
cmpl    $0, -16(%rbp)   #, col_num
jns .L108   #,
.L107:
movl    $0, %eax    #, D.81546
jmp .L109   #
.L108:
movq    -8(%rbp), %rax  # __closure, tmp65
movq    (%rax), %rax    # __closure_4(D)->__this, D.81547
movl    68(%rax), %eax  # _5->D.69795.num_rows, D.81548
cmpl    -12(%rbp), %eax # row_num, D.81548
jle .L110   #,
movq    -8(%rbp), %rax  # __closure, tmp66
movq    (%rax), %rax    # __closure_4(D)->__this, D.81547
movl    68(%rax), %eax  # _7->D.69795.num_rows, D.81548
cmpl    -16(%rbp), %eax # col_num, D.81548
jg  .L111   #,
.L110:
movl    $0, %eax    #, D.81546
jmp .L109   #
.L111:
movl    $1, %eax    #, D.81546
.L109:
popq    %rbp    #
.cfi_def_cfa 7, 8
ret
.cfi_endproc
.LFE4029:
.size   _ZZN11design_grid12design_validEvENKUliiE_clEii,.-_ZZN11design_grid12design_validEvENKUliiE_clEii
.align 2


.globl  _ZN11design_grid12design_validEv
.type   _ZN11design_grid12design_validEv, @function
_ZN11design_grid12design_validEv:
.LFB4028:
.cfi_startproc
pushq   %rbp    #
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset 6, -16
movq    %rsp, %rbp  #,
.cfi_def_cfa_register 6
pushq   %rbx    #
subq    $72, %rsp   #,
.cfi_offset 3, -24
movq    %rdi, -72(%rbp) # this, this
movq    -72(%rbp), %rax # this, tmp85
movq    %rax, -32(%rbp) # tmp85, valid_idx.__this
movl    $0, -52(%rbp)   #, active_count
movl    $0, -48(%rbp)   #, row_num
jmp .L113   #
.L128:
movl    $0, -44(%rbp)   #, col_num
jmp .L114   #
.L127:
movl    -44(%rbp), %eax # col_num, tmp86
movslq  %eax, %rbx  # tmp86, D.81551

Answer 1

闭包（unnamed function objects）是lambda，因为对象是类。这意味着从lambda重复创建了一个闭包lambda_func：

[this]() {
        /* some code here */
    }

正如可以从类中重复创建对象一样。当然编译器可能会在几步之后optimize。

关于这部分问题：

编译器是否内联稍后在编译时调用它的代码时间，所以它实际上并没有做任何创造的地方遇到lambda_func？

见：

以下是测试可能发生情况的示例程序：

#include <iostream>
#include <random>
#include <algorithm>

class ClassA {
public:
    void repeatedly_called();

private:
    std::random_device rd{};
    std::mt19937 mt{rd()};
    std::uniform_int_distribution<> ud{0,10};
};


void ClassA::repeatedly_called()
{
    auto lambda_func = [this]() {
        /* some code here */
        return ud(mt);
    };

    /* some code that calls lambda_func() */
    std::cout << lambda_func()*lambda_func() << '\n';

};


int main()
{
    ClassA class_a{};
    for(size_t i{0}; i < 100; ++i) {
        class_a.repeatedly_called();
    }
    return 0;
}

经过测试here。

我们可以看到，在这种特殊情况下，函数repeatedly_called不会调用lambda（生成随机数），因为它已被内联：

在问题的更新中，似乎没有内联lambda指令。从理论上讲，闭包是创建的，通常意味着一些内存分配，但是，编译器可能会优化并删除一些步骤。

只有this的捕获，lambda类似于成员函数。

Answer 2

基本上发生的是编译器使用函数调用运算符创建一个未命名的类，将捕获的变量作为成员变量存储在类中。然后编译器使用这个未命名的类来创建一个对象，即lambda_func变量。

反复实现lambda函数

2 个答案: