反复实现lambda函数

Question

我想知道我的编译器使用以下代码做了什么

void design_grid::design_valid()
{
    auto valid_idx = [this]() {
        if ((row_num < 0) || (col_num < 0))
        {
            return false;
        }
        if ((row_num >= this->num_rows) || (col_num >= this->num_rows))
        {
            return false;
        }
        return true;

    }

    /* some code that calls lambda function valid_idx() */
}

如果我反复调用上面的(design_grid::design_valid)成员函数函数,那么当我的程序遇到valid_idx每次创建时会发生什么？编译器是否在编译时内联后面调用的代码,以便在valid_idx遇到创建时实际上不执行任何操作？

UPDATE

汇编代码的一部分如下.如果这有点太多了,我会稍后发布另一批有色的代码,以说明哪些部分是哪些.(目前没有一种很好的方法可以与我对代码段进行着色).还要注意我已经更新了我的成员函数的定义和上面的lambda函数,以反映它在我的代码中真正命名的内容(因此,在汇编语言中).

在任何情况下,似乎lambda都是与main函数分开定义的.lambda函数由_ZZN11design_grid12design_validEvENKUliiE_clEii下面的函数表示.反过来,在函数的正下方,外部函数(design_grid::design_valid)由_ZN11design_grid12design_validEv开始表示.稍后_ZN11design_grid12design_validEv,打电话给_ZZN11design_grid12design_validEvENKUliiE_clEii.进行调用的这一行看起来像

call    _ZZN11design_grid12design_validEvENKUliiE_clEii #

如果我错了,请纠正我,但这意味着编译器将lambda定义为函数外的正常design_valid函数,然后将其作为正常函数调用它应该是什么时候？也就是说,每次遇到声明lambda函数的语句时,它都不会创建新对象？我在该特定位置看到lambda函数的唯一迹线是# tmp85, valid_idx.__this在第二个函数中注释的行,就在函数开始时重新调整的基本和堆栈指针之后,但这只是一个简单的movq操作.

.type   _ZZN11design_grid12design_validEvENKUliiE_clEii, @function
_ZZN11design_grid12design_validEvENKUliiE_clEii:
.LFB4029:
.cfi_startproc
pushq   %rbp    #
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset 6, -16
movq    %rsp, %rbp  #,
.cfi_def_cfa_register 6
movq    %rdi, -8(%rbp)  # __closure, __closure
movl    %esi, -12(%rbp) # row_num, row_num
movl    %edx, -16(%rbp) # col_num, col_num
cmpl    $0, -12(%rbp)   #, row_num
js  .L107   #,
cmpl    $0, -16(%rbp)   #, col_num
jns .L108   #,
.L107:
movl    $0, %eax    #, D.81546
jmp .L109   #
.L108:
movq    -8(%rbp), %rax  # __closure, tmp65
movq    (%rax), %rax    # __closure_4(D)->__this, D.81547
movl    68(%rax), %eax  # _5->D.69795.num_rows, D.81548
cmpl    -12(%rbp), %eax # row_num, D.81548
jle .L110   #,
movq    -8(%rbp), %rax  # __closure, tmp66
movq    (%rax), %rax    # __closure_4(D)->__this, D.81547
movl    68(%rax), %eax  # _7->D.69795.num_rows, D.81548
cmpl    -16(%rbp), %eax # col_num, D.81548
jg  .L111   #,
.L110:
movl    $0, %eax    #, D.81546
jmp .L109   #
.L111:
movl    $1, %eax    #, D.81546
.L109:
popq    %rbp    #
.cfi_def_cfa 7, 8
ret
.cfi_endproc
.LFE4029:
.size   _ZZN11design_grid12design_validEvENKUliiE_clEii,.-_ZZN11design_grid12design_validEvENKUliiE_clEii
.align 2


.globl  _ZN11design_grid12design_validEv
.type   _ZN11design_grid12design_validEv, @function
_ZN11design_grid12design_validEv:
.LFB4028:
.cfi_startproc
pushq   %rbp    #
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset 6, -16
movq    %rsp, %rbp  #,
.cfi_def_cfa_register 6
pushq   %rbx    #
subq    $72, %rsp   #,
.cfi_offset 3, -24
movq    %rdi, -72(%rbp) # this, this
movq    -72(%rbp), %rax # this, tmp85
movq    %rax, -32(%rbp) # tmp85, valid_idx.__this
movl    $0, -52(%rbp)   #, active_count
movl    $0, -48(%rbp)   #, row_num
jmp .L113   #
.L128:
movl    $0, -44(%rbp)   #, col_num
jmp .L114   #
.L127:
movl    -44(%rbp), %eax # col_num, tmp86
movslq  %eax, %rbx  # tmp86, D.81551

Answer 1

闭包(未命名的函数对象)是lambda,因为对象是类.这意味着lambda_func从lambda重复创建一个闭包:

[this]() {
        /* some code here */
    }

就像一个对象可以从一个类重复创建一样.当然,编译器可以优化一些步骤.

至于这部分问题:

编译器是否在编译时内联后面调用的代码,以便在lambda_func遇到创建时实际上不执行任何操作 ？

看到:

• 是c ++内联的lambda函数？和
• 为什么lambdas可以通过编译器比普通函数更好地优化？.

这是一个测试可能发生的事件的示例程序:

#include <iostream>
#include <random>
#include <algorithm>

class ClassA {
public:
    void repeatedly_called();

private:
    std::random_device rd{};
    std::mt19937 mt{rd()};
    std::uniform_int_distribution<> ud{0,10};
};


void ClassA::repeatedly_called()
{
    auto lambda_func = [this]() {
        /* some code here */
        return ud(mt);
    };

    /* some code that calls lambda_func() */
    std::cout << lambda_func()*lambda_func() << '\n';

};


int main()
{
    ClassA class_a{};
    for(size_t i{0}; i < 100; ++i) {
        class_a.repeatedly_called();
    }
    return 0;
}

它在这里测试过.

我们可以看到,在这种特殊情况下,函数repeatedly_called不会调用lambda(生成随机数),因为它已被内联:

在问题的更新中,似乎没有内联lambda指令.从理论上讲,闭包是创建的,通常意味着一些内存分配,但是,编译器可能会优化并删除一些步骤.

只有thislambda 的捕获类似于成员函数.

Answer 2

基本上发生的是编译器使用函数调用操作符创建一个未命名的类,将捕获的变量作为成员变量存储在类中.然后编译器使用这个未命名的类来创建一个对象,这是你的lambda_func变量.