c++ - std::function 的开销

Question

我见过许多人建议不要使用 std::function<> 的例子因为它是一个重量级的机制。有人可以解释为什么会这样吗？

Answer 1

std::function 是类型删除类。

它采用任何构造它的东西，并删除除以下内容之外的所有内容:

• 调用有问题的签名(可能隐式转换)
• 销毁
• 复制
• 转换回准确的原始类型

可能

• 移动

这涉及一些开销。典型的优质 std::function 将进行小对象优化(如小字符串优化)，避免在使用的内存量较小时进行堆分配。

一个函数指针将适合那里。

但是，仍然存在开销。如果您使用兼容的函数指针初始化 std::function，而不是直接调用有问题的函数指针，您可以执行虚函数表查找，或调用其他函数，然后调用该函数指针。

对于 vtable 实现，这可能是缓存未命中，一条指令缓存未命中，然后是另一条指令缓存未命中。对于函数指针，指针可能存储在本地，直接调用它，导致可能有一次指令缓存未命中。

除此之外，在实践中，编译器比 std::function 更能理解函数指针:许多编译器在内联或整个程序优化期间可以弄清楚指针是常量值。我从未见过使用 std::function 实现这一目标的。

对于较大的对象(比如在一个实现中大于 sizeof(std::string))，堆分配也由 std::function 完成。这是另一个成本。对于函数指针和引用包装器，SOO 由标准保证。

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直接存储 lambda 而不是将其存储在 std::function 中甚至比函数指针更好:在这种情况下，正在运行的代码隐含在 lambda 的类型中。这使得代码可以轻松计算出调用时将发生什么，并且编译器可以轻松进行内联。

只在需要时进行类型删除。