为什么使用 std::bind 和 lambda 时生成的对象这么大？

Question

与 lambda 相比，绑定创建的对象的大小相当大。这让我质疑它的效率。有人有意见吗？

我在 gcc 4.8.2

上使用 Linux

    auto f1 = [](int item, int N) { return item < N; };
    auto f2 = bind(f1, _1, 15);

    cout << "\nSize of lambda and bound lambda? "
         << sizeof(f1) << " " << sizeof(f2) << endl;

这输出：

Size of lambda and bound lambda? 1 8

Answer 1

有问题的 lambda 是无状态对象。 C++ 中的无状态对象的大小必须至少为 1。

bind 只是存储无状态对象的副本，后跟值 15。 sizeof 15（int）是 4 个字节（在您的系统上），但为了提高效率，它对齐所有内容。所以 1 字节的 lambda 最终占用了 4 个字节。

4+4=8

理论上，std::bind 可以尝试空基优化来节省函数对象的存储空间，如果它确实是空的（就像这里的情况一样）。但是，由于 bind 表达式不适用于大容量存储（如在数组中），因为它们产生的类型是不透明的，这可能是过度设计的：binds 结果旨在存储在本地（并且除非极端递归，堆栈上额外的几个字节无关紧要），或者推入类似 std::function 的东西（其中免费存储内存跟踪开销使得额外的几个字节相对不重要）。

但是，是的，更高质量的实现可以在这里实现 4 字节 bind 结果。您可能会使用 std::tuple 来酿造自己的啤酒，而不会头疼，因为 bind 相对古怪。

std::tuple uses the empty base optimization 有效地存储空对象。正如您在 link 中看到的那样，包含空 lambda 和 int 的元组的大小为 4，与 int.[=51= 的大小相同]

...

OP 问为什么 int 没有被优化掉。 std::bind 大多数（全部？）std 库是用语言实现的。这意味着它不能获取函数参数并使用它们来更改函数结果的类型。它只能改变运行次结果的状态。

std::bind( whatever, _1, 15 ) 的类型只能取决于其参数的类型（及其值类别）。所以无论是什么类型也可以用来存储 std::bind( whatever, _1, 7 )。运行时间状态，加上类型，决定对象的逻辑行为 returned.

虽然类型的名称 returned 将由实现定义，但它作为一个库存在，理论上函数可以 return 上面的第一个或第二个表达式基于if 语句。（在 C++11 或更高版本中 return 类型推导也可用于命名类型）。

所以 sizeof 需要适应那个 int。那么上面描述了为什么比int.

大

这里有两个缓解因素。首先，bind returns 的对象实际上不需要在优化代码中存在：编译器可以跟踪 15 和对象并进行 as-if 转换以摆脱它。这有时很难做到，尤其是当你乱搞 std::function 之类的东西时，但这是可能的。

其次，std::bind是一种C++03风格的创建函数对象的方式。这很古怪，可能是您应该避免的事情。 Lambda 的语法稍微冗长，但比 std::bind 更好地解决了问题。

auto f2 = [f1](int y){ return f1(15,y); };

是 bind 的替代方案，它占用 space 的 1 个字节而不是 8 个字节。它的行为在某些方面与 bind 略有不同。首先，它有一个固定类型参数 int 而不是 bind 的不固定参数。其次，它具有不同的类型（该 lambda 的唯一类型），并且它与来自 std::bind 的 return 值所具有的其他 std::bind 调用没有奇怪的交互。可能还有其他细微差别。

在 C++14 中，

auto f2 = [f1](auto&& y){ return f1(15,std::forward<decltype(y)>(y)); };

会更接近地模仿 std::bind 的行为，使用非类型化参数而不是类型化参数。

对上述所有内容的另一种解释是 int 在您的系统上是 8 个字节，而 bind 使用空基优化。可能性不大。

为什么使用 std::bind 和 lambda 时生成的对象这么大？

Why is the object produced when using std::bind with a lambda so large?

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