С++ может компиляторы встроить указатель на функцию?

Предположим, что у меня есть функция functionProxy, которая принимает общий параметр function и вызывает его operator():

template< typename Function > void functionProxy( Function function ) {
    function();
}

Объект, переданный ему, может быть:

  • функтор:

    struct Functor {
    void operator()() const {
        std::cout << "functor!" << std::endl;
    }
};

  • функция:

    void function( ) {
    std::cout << "function!" << std::endl;
}

  • a (С++ 0x) лямбда-функция:

    [](){ std::cout << "lambda!" << std::endl; }

int main( )
{
    functionProxy( Functor() );
    functionProxy( function );
    functionProxy( [](){ std::cout << "lambda!" << std::endl; } );
    return 0;
}

Будет ли компилятор иметь встроенный function внутри functionProxy во всех вышеперечисленных случаях?

ОТВЕТЫ

Ответ 1

Конечно.

Он знает, что значение function совпадает с значением, которое оно передает ему, знает определение функции, поэтому просто заменяет определение inline и вызывает функцию напрямую.

Я не могу придумать условие, при котором компилятор не будет выстраивать однострочный вызов функции, он просто заменяет вызов функции вызовом функции, без возможных потерь.

С учетом этого кода:

#include <iostream>

template <typename Function>
void functionProxy(Function function)
{
    function();
}

struct Functor
{
    void operator()() const
    {
        std::cout << "functor!" << std::endl;
    }
};

void function()
{
    std::cout << "function!" << std::endl;
}

//#define MANUALLY_INLINE

#ifdef MANUALLY_INLINE
void test()
{
    Functor()();

    function();

    [](){ std::cout << "lambda!" << std::endl; }();
}
#else
void test()
{
    functionProxy(Functor());

    functionProxy(function);

    functionProxy([](){ std::cout << "lambda!" << std::endl; });
}
#endif

int main()
{
    test();
}

Определив MANUALLY_INLINE, получим следующее:

test:
00401000  mov         eax,dword ptr [__imp_std::endl (402044h)]  
00401005  mov         ecx,dword ptr [__imp_std::cout (402058h)]  
0040100B  push        eax  
0040100C  push        offset string "functor!" (402114h)  
00401011  push        ecx  
00401012  call        std::operator<<<std::char_traits<char> > (401110h)  
00401017  add         esp,8  
0040101A  mov         ecx,eax  
0040101C  call        dword ptr [__imp_std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<< (40204Ch)]  
00401022  mov         edx,dword ptr [__imp_std::endl (402044h)]  
00401028  mov         eax,dword ptr [__imp_std::cout (402058h)]  
0040102D  push        edx  
0040102E  push        offset string "function!" (402120h)  
00401033  push        eax  
00401034  call        std::operator<<<std::char_traits<char> > (401110h)  
00401039  add         esp,8  
0040103C  mov         ecx,eax  
0040103E  call        dword ptr [__imp_std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<< (40204Ch)]  
00401044  mov         ecx,dword ptr [__imp_std::endl (402044h)]  
0040104A  mov         edx,dword ptr [__imp_std::cout (402058h)]  
00401050  push        ecx  
00401051  push        offset string "lambda!" (40212Ch)  
00401056  push        edx  
00401057  call        std::operator<<<std::char_traits<char> > (401110h)  
0040105C  add         esp,8  
0040105F  mov         ecx,eax  
00401061  call        dword ptr [__imp_std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<< (40204Ch)]  
00401067  ret

И без, это:

test:
00401000  mov         eax,dword ptr [__imp_std::endl (402044h)]  
00401005  mov         ecx,dword ptr [__imp_std::cout (402058h)]  
0040100B  push        eax  
0040100C  push        offset string "functor!" (402114h)  
00401011  push        ecx  
00401012  call        std::operator<<<std::char_traits<char> > (401110h)  
00401017  add         esp,8  
0040101A  mov         ecx,eax  
0040101C  call        dword ptr [__imp_std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<< (40204Ch)]  
00401022  mov         edx,dword ptr [__imp_std::endl (402044h)]  
00401028  mov         eax,dword ptr [__imp_std::cout (402058h)]  
0040102D  push        edx  
0040102E  push        offset string "function!" (402120h)  
00401033  push        eax  
00401034  call        std::operator<<<std::char_traits<char> > (401110h)  
00401039  add         esp,8  
0040103C  mov         ecx,eax  
0040103E  call        dword ptr [__imp_std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<< (40204Ch)]  
00401044  mov         ecx,dword ptr [__imp_std::endl (402044h)]  
0040104A  mov         edx,dword ptr [__imp_std::cout (402058h)]  
00401050  push        ecx  
00401051  push        offset string "lambda!" (40212Ch)  
00401056  push        edx  
00401057  call        std::operator<<<std::char_traits<char> > (401110h)  
0040105C  add         esp,8  
0040105F  mov         ecx,eax  
00401061  call        dword ptr [__imp_std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<< (40204Ch)]  
00401067  ret

То же самое. (Скомпилирован с MSVC 2010, релиз Vanilla.)

Ответ 2

Возможно. Нет сильной причины или против него, это просто зависит от того, что реализованы разработчиками компилятора.

Ответ 3

Попробовали следующий шаблонный указатель-лямбда-код:

volatile static int a = 0;

template <typename Lambda> class Widget {
   public: 
      Widget(const Lambda* const lambda) : lambda_(lambda) { }
      void f() { (*lambda_)(); }
   private:
      const Lambda* const lambda_;
};

int main() {
   auto lambda = [](){ a++; };
   Widget<decltype(lambda)> widget(&lambda);
   widget.f();
}

GNU g++ 4.9.2, Intel icpc 16.0.1 и clang++ 3.5.0 все вставляются как вызовы widget.f(), так и (*lambda_)(), используя -O2. То есть a увеличивался непосредственно внутри main() в соответствии с дизассемблированными двоичными файлами.

Вложение было применено даже с указателями non-const lambda и lambda_ (удаление обоих const).

То же самое с локальной переменной и захватом лямбда:

int main() {
   volatile int a = 0;
   auto lambda = [&a](){ a++; };
   ...

Ответ 4

Функтор и лямбда будут встроены, поскольку они являются объектами без привязки (вся информация доступна во время компиляции).

Указатели функций и boost:: Объекты функции (теперь в std::) не могут быть встроены, потому что во время компиляции неясно, на какую функцию они указывают. Если они являются константами, это может измениться.

Ответ 5

Может ли компилятор встроить вызовы? Да.

Будет ли это? Может быть. Проверьте после знать, что это важно.