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我的问题涉及在 C++ 中对函数包装器应用内联优化，考虑以下代码，WorkerStructure 对象是使用封装了一些功能块的函数包装器初始化的。然后在调用 WorkerStructure::doSomeWork 方法时使用函数包装器。

workerFunction 对象封装的功能在应用于 WorkerStructure::doSomeWork 方法时会被内联吗？显然如果功能是在其他翻译单元中定义的，workerFunction 对象只封装了一个函数指针，是否还有其他情况可以内联？不可能吗？

当通过函数包装器传递在不同翻译单元中定义的 lambda 函数时，它实际上等效于传递函数指针吗？

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 ;
};
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固有的多态性std::function使得实际内联调用变得非常非常困难。由于std::function可以故事任何可调用的实体；您将如何编写内联代码？

这有点像内联虚函数，通过基指针调用而没有其他可用信息（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）。

大多数时候，std::function是用一个void*指针和一个函数指针来实现的，该指针指向模板化函数的特化，它执行实际的调用和强制转换等。当然有一些变体使用虚函数来做到这一点，而且它们更清楚为什么它非常困难。即使是链接时优化也无法做任何事情，因为没关系，您已经拥有了可以在呼叫站点获得的所有信息（这并不多）。

这是使用指向模板函数版本的指针的一个非常粗略的版本，仅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）：std::function

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...);
  }
};

活生生的例子。我认为很难检查其中的实际内容_obj以及调用_caller的点。function

仅供参考，这里是带虚函数的版本。

于 2012-09-29T16:47:15.627 回答
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有趣的是，我今天刚刚在邮件列表中询问了有关 Clang/LLVM 中的虚函数内联的问题。的动态特性std::function使其本质上是一个虚拟调用，因为virtual调用只不过是指向函数的指针。

以 LLVM 为例，让我们玩一下下面的程序：

#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，编译器能够了解选择了哪个函数（结合内联和常量传播），并进行内联调用。

不幸的是，我在我的电子邮件中演示了通过虚拟表这不起作用（优化器不知何故丢失了信息并且无法内联调用）。因此，虽然内联完全有可能通过std::function，但它很可能不仅取决于编译器，还取决于std::function您碰巧使用的特定实现。恐怕您需要对您的应用程序进行试验。

于 2012-09-29T17:57:52.687 回答