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如果我这样做:-

class Thing  
{
    ...
    void function (const std::string& message);
};

std::list<std::function<void()>> work;

在“事物”的一些成员中

work.push_back(std::bind(&Thing::function, this, "Hello"));

对 std::bind 的调用或使用 std::function<> 是否会导致使用 new 或其他方式进行任何动态内存分配?还是在编译时分配了所有存储空间?如果标准没有说什么,那么在 Visual Studio 2012 中怎么样,因为我的程序只需要在那里构建,为了提高效率,我可能需要在我考虑使用这种机制的地方避免动态内存分配。

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3 回答 3

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标准没有规定,但总的来说很容易看出std::function至少在某些情况下必须分配内存:

struct huge { char c[10000]; };
void foo(const huge &);
std::function<void()>{std::bind(foo, huge{})};

另一方面,至少在某些情况下,它可以通过将其函数对象放置在function对象占用空间内的预分配缓冲区中来避免分配;显然有一个权衡,因为这可能会使其他用途占用更多的堆栈内存。一个好的实现将能够在将原始函数指针存储在function对象中时避免内存分配,也可能用于 a mem_fn,但不太可能为 a 这样做bind

例如,libstdc++ (g++) 内联(函子)对象指针、函数指针和(非虚拟)成员函数指针,以及任何其他适合相同占用空间的东西,例如无状态函子 ( union _Nocopy_types)。

如果可以的话,通过反转你的控制流来接受模板化仿函数对象而不是function你可以避免任何额外的内存分配:

template<typename F>
void my_algorithm(const F &);
my_algorithm(std::bind(foo, huge{}));
于 2012-11-09T11:21:27.820 回答
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我只是针对 g++ 的情况对此进行了一些研究。

当谈到 std::function 和动态内存分配时,有两个关键点。

  1. std::function 可以存储任意大小的对象,这意味着它在某些情况下必须执行动态内存分配。
  2. 有某些类型保证 std::function 不会抛出异常。这意味着它必须在没有动态内存分配的情况下存储某些类型。

gccs libstd+++ 中 std::function 的实现将在没有动态内存分配的情况下存储其他大小/对齐要求小于或等于它必须存储的东西的大小/对齐要求的东西。

在没有动态内存分配的情况下,它必须存储的最大内容是指向成员函数的指针。在基于“itanium c++ ABI”* 的编译器上,这是普通指针大小的两倍。因此,您可以在 g++ 中的 std::function 中存储最多两个大小的指针,而不会触发动态内存分配。

据我所知,std::bind 只是将东西连接在一起形成一个对象,因此将任何东西绑定到成员函数将产生一个大小至少为三个指针的对象。将此对象分配给 std::function 将导致动态内存分配。

更好的选择是使用 lambda。这指的是静态成员函数,为您提供最多捕获两个指针的空间,而不会触发动态内存分配。

为了演示,我根据您的松散地编写了一些测试代码。我摆脱了字符串和列表并使用了 const char * (以避免与 std::string 相关的内存分配)和放置 new (此代码仅用于构建,而不是运行)并将其输入到 Godbolt 中。

#include <functional>
using namespace std;

class Thing  
{
    void foo();
    void bar();
    void function (const char * message);
};

char baz[1024];

void Thing::foo() {
    new (baz) std::function<void()>(std::bind(&Thing::function, this, "Hello"));
}


void Thing::bar() {
    const char * s = "Hello";
    new (baz) std::function<void()>([this,s](){function(s);});
}

结果是。

Thing::foo():
        mov     r3, #0
        push    {r4, r5, r6, lr}
        ldr     r4, .L34
        mov     r6, r0
        sub     sp, sp, #16
        mov     r0, #16
        str     r3, [r4, #8]
        bl      operator new(unsigned int)
        ldr     r2, .L34+4
        mov     r1, #0
        mov     r3, r0
        str     r2, [sp]
        mov     r2, sp
        ldr     r5, .L34+8
        ldr     lr, .L34+12
        ldr     ip, .L34+16
        str     r1, [sp, #4]
        str     r6, [r0, #12]
        str     r0, [r4]
        str     r5, [r3, #8]
        ldm     r2, {r0, r1}
        str     lr, [r4, #12]
        stm     r3, {r0, r1}
        str     ip, [r4, #8]
        add     sp, sp, #16
        pop     {r4, r5, r6, pc}
        ldr     r3, [r4, #8]
        cmp     r3, #0
        beq     .L27
        ldr     r1, .L34
        mov     r2, #3
        mov     r0, r1
        blx     r3
.L27:
        bl      __cxa_end_cleanup
.L34:
        .word   .LANCHOR1
        .word   Thing::function(char const*)
        .word   .LC0
        .word   std::_Function_handler<void (), std::_Bind<void (Thing::*(Thing*,     char const*))(char const*)> >::_M_invoke(std::_Any_data const&)
        .word   std::_Function_base::_Base_manager<std::_Bind<void (Thing::*(Thing*, char const*))(char const*)> >::_M_manager(std::_Any_data&, std::_Any_data const&, std::_Manager_operation)
Thing::bar():
            ldr     r2, .L38
            sub     sp, sp, #8
            stm     sp, {r0, r2}
            add     r2, sp, #8
            ldr     r3, .L38+4
            ldmdb   r2, {r0, r1}
            ldr     ip, .L38+8
            ldr     r2, .L38+12
            stm     r3, {r0, r1}
            str     ip, [r3, #12]
            str     r2, [r3, #8]
            add     sp, sp, #8
            bx      lr
    .L38:
            .word   .LC0
            .word   .LANCHOR1
            .word   std::_Function_handler<void (), Thing::bar()::{lambda()#1}>::_M_invoke(std::_Any_data const&)
            .word   std::_Function_base::_Base_manager<Thing::bar()::{lambda()#1}>::_M_manager(std::_Any_data&, std::_Function_base::_Base_manager<Thing::bar()::{lambda()#1}> const&, std::_Manager_operation)

我们可以清楚地看到在 bind 情况下有内存分配,但在 lambda 情况下没有。

* 尽管名称被 g++ 和 clang++ 在许多不同的架构中使用。

于 2019-11-18T14:22:07.000 回答
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我不确定。我想,正如 ecatmur 所建议的,这取决于该平台的 std 的实现。对于类似的问题,我在代码项目中使用这个实现取得了很好的成功。它支持很多平台。非常有据可查,没有动态内存分配。

http://www.codeproject.com/Articles/7150/Member-Function-Pointers-and-the-Fastest-Possible

应避免在游戏或模拟运行时进行通用动态内存分配。问题并不总是碎片化或大瓶颈(这两个都是避免的正当理由),而且时间量通常是不确定的。一个更特定于域的内存分配策略,例如“池”或“框架”在这里将是有利的。

http://g.oswego.edu/dl/html/malloc.html

于 2013-02-05T14:12:34.470 回答