Question

作为一个假设的问题，我想使用lambdas作为类方法。我知道这在专业背景下很糟糕，但无论如何我很好奇。一个例子可能最适合展示我想做的事情。这是复数的基本类：

class Complex {
    private:
        double re, im;
    public:
        Complex() : re(0.0), im(0.0) {}
        Complex(double re, double im) : re(re * 1.0), im(im * 1.0) {}
        Complex(const Complex &c) = default;

        ~Complex() = default;

        function<double(void)> getRe = [=]() -> double { return re; };
        function<void(double)> setRe = [&](double re) -> void { this->re = re; };

        function<double(void)> getIm = [=]() -> double { return im; };
        function<void(double)> setIm = [&](double im) -> void { this->im = im; };

};

首先，我尝试使用auto而不是明确指定函数类型，但我收到错误，说我无法在非静态字段中使用auto。

这似乎确实有效，因为它显然产生了所需的行为。我用它来使用OpenGL绘制一些分形，所以最终做了一些相当密集的工作。

正如我所说，它似乎有用，我特别使用了引用捕获器，因为我认为因为this是对当前实例的引用，所以可能需要它，并且为了获取者的值捕获默认情况下，标识符最终在类范围内搜索（在本例中）并查找字段。

我有两个问题：

我没有用visual studio测试过这个，但是我正在使用的是CLion和MSVC编译器，this被突出显示为一个不存在的变量（即使它“有效”）。有什么想法会发生这种情况吗？
课程结束时很慢。因为在一个数量级以上慢。当我使用普通的getter和像double getRe() {return re;}这样的setter时，渲染从绝对瞬间变为2-3秒。为什么会这样？

Answer 1

我喜欢这个主意，但在实践中效果并不好。

std::function是一个类类型，就像您可能编写的任何其他自定义类一样。 sizeof(std::function)因实现而异，但合理的值为24字节¹。这意味着，对于要添加的每个成员24，您要为sizeof(Complex)添加std::function个字节，而为每个成员函数添加0个字节。与大多数计算机上的sizeof(double) == 8相比，这是一个很大的开销：您的Complex类型可能是16个字节，而是大约112个字节。

此外，每个std::function成员都必须初始化，可能需要堆分配，并且由于类型擦除，调用std::function涉及虚函数（或等效函数）。这使得编译器很难优化并且几乎不可能使编译器内联函数，而常规成员函数几乎可以保证内联，因为它们很简单。

将std::function用于成员函数意味着您的类型无用大，初始化需要更多工作，并且更难以优化。这就是为什么它要慢得多。

^{1：目前，sizeof(std::function)实际上32字节，48字节和libstdc++, libc++, and MSVC's STL respectively}上的64字节

为了避免每个对象的开销，你可以有static constexpr个成员（至少在C ++ 17中），但是你必须有一个明确的this参数，它会删除所有成员函数有的好糖。您必须写Complex::getRe(myComplex)而不是myComplex.getRe()

Answer 2

让我为您修复此代码：

struct Complex {
    double re, im;
    Complex() : re(0.0), im(0.0) {}
    Complex(double re, double im) : re(re * 1.0), im(im * 1.0) {}
    Complex(const Complex &c) = default;

    ~Complex() = default;
};

完全相同的结果，更好的可读性，更小的内存占用。去吧。对于const-correctness，你的代码也非常糟糕。

是的，由于多种因素，您的代码非常慢：

你对方法的调用现在已经虚拟化了，因此它们没有内联，你最终因此受到了极大的惩罚
您的对象创建/销毁现在很可能会产生动态内存分配/解除分配
您的对象没有变大，因此更多缓存未命中

C ++ lambdas作为类方法

2 个答案: