Lambda 捕获与参数 - 任何性能差异？

Posted 2023-03-25

【中文标题】Lambda 捕获与参数 - 任何性能差异？

【英文标题】：Lambda captures vs parameters - any performance difference?

【发布时间】：2021-11-19 04:06:27

【问题描述】：

auto lambdaFunction1 = [](someClass& obj, int x)/**/;
auto lambdaFunction2 = [&someClassObj, x]()/**/;

使用捕获变量或将它们作为参数传递的 lambda 是否会有任何性能差异？如果我处于可以使用任何东西的位置，我是否应该总是更喜欢其中一个选项而不是其他选项？有什么规则吗？还是只是喜欢谁的问题？

PS：我知道在同样的情况下我将没有这样的选择，例如使用 stl 算法，我问的是我可以同时使用这两种算法的情况

【问题讨论】：

唯一的判断方法是分析一个优化的构建，看看是否存在性能差异。优化器非常聪明。

【参考方案1】：

粗略的回答：

您是否在某个时候将 lambda 转换为对象（如 std::function）？

如果不是，并且每个 lambda 使用都是通过模板，很可能它都是内联的，这并不重要。大多数采用 lambda 参数的 STL 都是这样工作的，而且速度非常快。在这种情况下，请使用将来更容易阅读和理解的内容。

如果您确实将其转换为函数对象，那么使用常规函数指针而不是 std::function 会更便宜，因为函数本身没有动态分配的捕获对象。

更准确的答案：基准测试！

【讨论】：

为了清楚起见，您不能使用带有捕获 lambda 的常规函数​​指针

@PaulSanders 没错。函数点只是指向某段代码的指针。 std::function 有两个指针：一个指向代码的指针，以及一个类型擦除指针，指向保存捕获变量的内部结构。当然，具体实施可能会有所不同。

【参考方案2】：

捕获和参数本质上是不同的，优化方式也不同。

让我们看看你的 lambdas：

struct lambdaFunction1_type 
    auto operator()(someClass& obj, int x) const  /* ... */ 
 lambrdaFunction1;

struct lambdaFunction2_type 
    someClass& obj;

    auto operator()(int x) const  /* ... */ 
 lambdaFunction2someClassObj;

如您所见，捕获的行为类似于类数据成员，而参数的行为类似于……嗯，一个参数。两者都有不同的用途。

两者还使用不同的内联过程。与往常一样，当使用诸如std::function 之类的多态包装器时，编译器优化的效果要差得多。如果没有堆省略，编译器可能不会优化动态分配的大小，因此它可能会影响优化的可能性。

如果我处于可以使用任何东西的位置，我是否应该总是更喜欢其中一个选项而不是其他选项？有什么规定吗？

我想说总是选择对你来说最清楚的东西。如果您对性能、度量、基准和配置文件有疑虑。

你也可以去检查一些代码生成的程序集。