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在 C++对于编译器来说“内联”意味着什么？函数对象？

发布于 2024-08-20 16:31:44 字数 240 浏览 11 评论 0原文

在维基百科关于函数对象的文章中说这些对象与for_each一起使用时具有性能优势，因为编译器可以“内联”它们。

我对这在这种情况下的确切含义有点模糊……或者在我不好意思说的任何情况下。感谢您的帮助！

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孤云独去闲 2024-08-27 16:31:44

for_each 模板的最后一个参数是一个函子。函子是可以使用()运算符（可能带有参数）“调用”的东西。根据定义，有两种不同类型的函子：

普通非成员函数是
函子。
具有重载 () 运算符的类类型对象（所谓的函数对象）也是函子。

现在，如果您想使用普通函数作为 for_each 的函子，它将类似于以下内容

inline void do_something(int &i) { /* do something */ }

int main() {
  int array[10];
  std::for_each(array, array + 10, &do_something);
}

在这种情况下，for_each 模板使用 [推导] 参数进行实例化。请注意，这种情况下的实际函子值是作为函数参数传递的函数指针&do_something。从 for_each 函数的角度来看，这是一个运行时值。由于它是一个运行时值，因此无法内联对函子的调用。（就像一般情况下不可能内联通过函数指针进行的任何调用一样）。

但如果我们使用函数对象，则代码可能如下所示。

struct do_something {
  void operator()(int &i) { /* do something */ }
}; 

int main() {
  int array[10];
  std::for_each(array, array + 10, do_something());
}

在本例中，for_each 模板是使用[推导的]参数实例化的。从 for_each 内部对函子的调用将被定向到 do_something::operator()。调用的目标是已知的并在编译时固定。由于目标函数在编译时已知，因此可以轻松内联调用。

当然，在后一种情况下，我们还有一个运行时值作为参数传递给 for_each。它是我们在调用 for_each 时创建的 do_something 类的[可能是“虚拟”临时]实例。但这个运行时值对调用的目标没有影响（除非operator () 是虚拟的），因此它不会影响内联。

The last parameter of for_each template is a functor. Functor is something that can be "called" using the () operator (possibly with arguments). By defintion, there are two distinctive kinds of functors:

Ordinary non-member functions are
functors.
Objects of class type with overloaded () operator (so called function objects) are also functors.

Now, if you wanted to use an ordinary function as a functor for for_each, it would look something like the following

inline void do_something(int &i) { /* do something */ }

int main() {
  int array[10];
  std::for_each(array, array + 10, &do_something);
}

In this case the for_each template is instantiated with [deduced] arguments <int *, void (*)(int &)>. Note that the actual functor value in this case is the function pointer &do_something passed as the function argument. From the point of view of for_each function this is a run-time value. And since it is a run-time value, the calls to the functor cannot be inlined. (Just like it is in general case impossible to inline any call made through a function pointer).

But if we use a function object instead, the code might look as follows

struct do_something {
  void operator()(int &i) { /* do something */ }
}; 

int main() {
  int array[10];
  std::for_each(array, array + 10, do_something());
}

In this case the for_each template is instantiated with [deduced] arguments <int *, do_something>. The calls to the functor from inside for_each will be directed to do_something::operator(). The target for the call is known and fixed at compile-time. Since the target function is known at compile-time, the call can easily be inlined.

In the latter case we, of course, also have a run-time value passed as an argument to for_each. It is a [possibly "dummy" temporary] instance of do_something class we create when we call for_each. But this run-time value has no effect on the target for the call (unless the operator () is virtual), so it doesn't affect inlining.

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