Lambdas neden derleyici tarafından düz işlevlerden daha iyi optimize edilebilir?

The C++ Standard Library (Second Edition)Nicolai Josuttis adlı kitabında lambdasların derleyici tarafından düz işlevlerden daha iyi optimize edilebileceğini belirtiyor.

Ayrıca, C ++ derleyicileri lambdaları sıradan işlevlerden daha iyi optimize eder. (Sayfa 213)

Neden?

Inlining söz konusu olduğunda artık bir fark olmaması gerektiğini düşündüm. Düşünebilmemin tek nedeni, derleyicilerin lambdalarla daha iyi bir yerel bağlamı olabileceğidir ve bu da daha fazla varsayım yapabilir ve daha fazla optimizasyon yapabilir.

Bunun nedeni lambdasların fonksiyon nesneleri olmasıdır, bu yüzden onları bir fonksiyon şablonuna iletmek özellikle o nesne için yeni bir fonksiyon başlatır. Derleyici böylece önemsiz bir şekilde lambda çağrısını sıralayabilir.

Öte yandan, işlevler için eski uyarı uygulanır: bir işlev işaretçisi işlev şablonuna geçirilir ve derleyiciler geleneksel olarak işlev işaretçileri aracılığıyla çağrıları satır içine almakta çok fazla sorun yaşarlar. Bunlar olabilir teorik olarak satır içine yerleştirilmiş, ancak çevredeki fonksiyonu yanı inlined yalnızca.

Örnek olarak, aşağıdaki işlev şablonunu göz önünde bulundurun:

template <typename Iter, typename F>
void map(Iter begin, Iter end, F f) {
    for (; begin != end; ++begin)
        *begin = f(*begin);
}

Böyle bir lambda ile çağırmak:

int a[] = { 1, 2, 3, 4 };
map(begin(a), end(a), [](int n) { return n * 2; });

Bu örneklemedeki sonuçlar (derleyici tarafından oluşturulur):

template <>
void map<int*, _some_lambda_type>(int* begin, int* end, _some_lambda_type f) {
    for (; begin != end; ++begin)
        *begin = f.operator()(*begin);
}

… Derleyici _some_lambda_type::operator ()aramaları önemsiz bir şekilde bilir ve sıraya koyabilir. (Ve işlevi diğer herhangi bir lambda mapile çağırmak, her bir lambda farklı bir türe sahip olduğu için yeni bir örnek oluşturur .)map

Ancak bir işlev işaretçisi ile çağrıldığında, örnekleme aşağıdaki gibi görünür:

template <>
void map<int*, int (*)(int)>(int* begin, int* end, int (*f)(int)) {
    for (; begin != end; ++begin)
        *begin = f(*begin);
}

… Ve burada fher çağrı için farklı bir adrese işaret eder mapve böylece, derleyici belirli bir işleve çözümlenebilmesi için fçevreleyen çağrı mapda satır içine alınmadığı sürece derleyici çağrıları satır içi yapamaz f.

Çünkü bir algoritmaya bir "işlev" ilettiğinizde, aslında işlev gösterecek bir işaretçiyi geçiriyorsunuzdur, böylece işaretçi aracılığıyla işleve dolaylı bir çağrı yapmak zorundadır. Bir lambda kullandığınızda, bir nesne içinde bu tür için özel olarak örneklenmiş bir şablon örneğine geçersiniz ve lambda işlevine yapılan çağrı, bir işlev işaretçisi aracılığıyla yapılan bir çağrı değil, doğrudan bir çağrıdır;