FastDelegate и lambdas — не могут заставить их работать (самые быстрые делегаты Дона Клагстона)
Я пытаюсь создать реализацию C ++ 11 Указатели функций-членов Дона Клагстона и максимально быстрые делегаты C ++, и заставить его работать как дроп-ин std::function замена.
Это то, что я получил до сих пор.
Я строю лямбда-FastDelegates следующим образом:
// FastFunc is my name for FastDelegate
template<typename LambdaType> FastFunc(LambdaType lambdaExpression)
{
this->m_Closure.bindmemfunc(&lambdaExpression, &LambdaType::operator());
}
Теперь несколько тестов:
FastFunc<void()> test = []{ std::cout << "hello" << std::endl; };
test();
// Correctly prints "hello"
bool b{false};
FastFunc<void()> test2 = [&b]{ std::cout << b << std::endl; };
test2();
// Crash!
Как вы можете видеть, когда лямбда «тривиальна» (без захватов), копирование ее по значению и получение ее адреса работает. Но когда лямбда хранит какое-то состояние (захватывает), я не могу просто скопировать его по значению в FastFunc,
Я попытался получить лямбду по ссылке, но я не могу сделать это, когда это временно, как в примере.
Я должен как-то хранить лямбда внутри FastFuncно я не хочу использовать std::shared_ptr потому что это медленно (Я попробовал другую реализацию fastdelegate, которая использовала его, и его производительность была сопоставима с std::function).
Как я могу заставить мою реализацию максимально быстрого делегата C ++ Дона Клагстона работать с лямбдами, которые фиксируют состояние, сохраняя при этом удивительную производительность fastdelegates?
Решение
Вы хорошо поставили диагноз: вам нужно сохранить состояние.
Поскольку лямбда является временным объектом, вам действительно разрешено перемещаться с него (обычно), который следует отдавать предпочтение копии, если это возможно (поскольку перемещение является более общим, чем копирование).
Теперь все, что вам нужно сделать, это зарезервировать для него некоторое хранилище, и если для этого требуется динамическое распределение, вы действительно можете получить снижение производительности. С другой стороны, объект должен иметь фиксированный отпечаток, так?
Одним из возможных решений является предложение настраиваемой (но ограниченной) емкости хранилища:
static size_t const Size = 32;
static size_t const Alignment = alignof(std::max_align_t);
typedef std::aligned_storage<Size, Alignment>::type Storage;
Storage storage;
Теперь вы можете (при необходимости используя reinterpret_cast) хранить свою лямбду в storage при условии, что его размер соответствует (который можно определить с помощью static_assert).
Наконец-то удалось получить рабочий пример (пришлось перезапускать с нуля, потому что бог в том, что быстрый код делегата многословен !!), вы можете увидеть это в действии здесь (и код ниже).
Я только поцарапал поверхность, особенно потому, что на ней отсутствуют операторы копирования и перемещения. Чтобы сделать это правильно, эти операции должны быть добавлены в обработчик по тому же шаблону, что и две другие операции.
Код:
#include <cstddef>
#include <iostream>
#include <memory>
#include <type_traits>
template <typename, size_t> class FastFunc;
template <typename R, typename... Args, size_t Size>
class FastFunc<R(Args...), Size> {
public:
template <typename F>
FastFunc(F f): handler(&Get<F>()) {
new (&storage) F(std::move(f));
}
~FastFunc() {
handler->destroy(&storage);
}
R operator()(Args&&... args) {
return handler->apply(&storage, std::forward<Args>(args)...);
}
private:
using Storage = typename std::aligned_storage<Size, alignof(max_align_t)>::type;
struct Handler {
R (*apply)(void*, Args&&...);
void (*destroy)(void*);
}; // struct Handler
template <typename F>
static R Apply(void* f, Args&&... args) {
(*reinterpret_cast<F*>(f))(std::forward<Args>(args)...);
}
template <typename F>
static void Destroy(void* f) {
reinterpret_cast<F*>(f)->~F();
}
template <typename F>
Handler const& Get() {
static Handler const H = { &Apply<F>, &Destroy<F> };
return H;
} // Get
Handler const* handler;
Storage storage;
}; // class FastFunc
int main() {
FastFunc<void(), 32> stateless = []() { std::cout << "stateless\n"; };
stateless();
bool b = true;
FastFunc<void(), 32> stateful = [&b]() { std::cout << "stateful: " << b << "\n"; };
stateful();
b = false;
stateful();
return 0;
}
Другие решения
Ты не можешь
Вот вещь Fastdelegates работает только для очень немногих, очень специфических обстоятельств. Вот что делает это быстрее. Вы не побьете своего стандартного разработчика библиотеки для реализации std::function,
Я решил, что лямбда-функция может быть указана в виде указателя только в FastDelegate (он ничего не хранит), используя тяжелую работу и несколько других потоков, таких как: Получить лямбда-тип параметра
вот:
namespace details{
template<class FPtr> struct function_traits;
template<class RT, class CT >struct function_traits<RT (CT::*)( ) >{ typedef RT Result; typedef RT (CT::*Signature)( );};
template<class RT, class CT >struct function_traits<RT (CT::*)( )const>{ typedef RT Result; typedef RT (CT::*Signature)( );};
template<class RT >struct function_traits<RT ( ) >{ typedef RT Result; typedef RT Signature ( );};
template<class RT, class CT, class P1T >struct function_traits<RT (CT::*)(P1T ) >{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef RT (CT::*Signature)(P1T );};
template<class RT, class CT, class P1T >struct function_traits<RT (CT::*)(P1T )const>{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef RT (CT::*Signature)(P1T );};
template<class RT , class P1T >struct function_traits<RT (P1T ) >{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef RT Signature (P1T );};
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T >struct function_traits<RT (CT::*)(P1T, P2T ) >{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef RT (CT::*Signature)(P1T, P2T );};
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T >struct function_traits<RT (CT::*)(P1T, P2T )const>{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef RT (CT::*Signature)(P1T, P2T );};
template<class RT , class P1T, class P2T >struct function_traits<RT (P1T, P2T ) >{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef RT Signature (P1T, P2T );};
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T >struct function_traits<RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T ) >{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef P3T Param3; typedef RT (CT::*Signature)(P1T, P2T, P3T );};
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T >struct function_traits<RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T )const>{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef P3T Param3; typedef RT (CT::*Signature)(P1T, P2T, P3T );};
template<class RT , class P1T, class P2T, class P3T >struct function_traits<RT (P1T, P2T, P3T ) >{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef P3T Param3; typedef RT Signature (P1T, P2T, P3T );};
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T >struct function_traits<RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T ) >{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef P3T Param3; typedef P4T Param4; typedef RT (CT::*Signature)(P1T, P2T, P3T, P4T );};
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T >struct function_traits<RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T )const>{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef P3T Param3; typedef P4T Param4; typedef RT (CT::*Signature)(P1T, P2T, P3T, P4T );};
template<class RT , class P1T, class P2T, class P3T, class P4T >struct function_traits<RT (P1T, P2T, P3T, P4T ) >{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef P3T Param3; typedef P4T Param4; typedef RT Signature (P1T, P2T, P3T, P4T );};
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T >struct function_traits<RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T ) >{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef P3T Param3; typedef P4T Param4; typedef P5T Param5; typedef RT (CT::*Signature)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T );};
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T >struct function_traits<RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T )const>{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef P3T Param3; typedef P4T Param4; typedef P5T Param5; typedef RT (CT::*Signature)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T );};
template<class RT , class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T >struct function_traits<RT (P1T, P2T, P3T, P4T, P5T ) >{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef P3T Param3; typedef P4T Param4; typedef P5T Param5; typedef RT Signature (P1T, P2T, P3T, P4T, P5T );};
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T, class P6T >struct function_traits<RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T ) >{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef P3T Param3; typedef P4T Param4; typedef P5T Param5; typedef P6T Param6; typedef RT (CT::*Signature)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T );};
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T, class P6T >struct function_traits<RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T )const>{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef P3T Param3; typedef P4T Param4; typedef P5T Param5; typedef P6T Param6; typedef RT (CT::*Signature)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T );};
template<class RT , class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T, class P6T >struct function_traits<RT (P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T ) >{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef P3T Param3; typedef P4T Param4; typedef P5T Param5; typedef P6T Param6; typedef RT Signature (P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T );};
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T, class P6T, class P7T >struct function_traits<RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T ) >{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef P3T Param3; typedef P4T Param4; typedef P5T Param5; typedef P6T Param6; typedef P7T Param7; typedef RT (CT::*Signature)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T );};
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T, class P6T, class P7T >struct function_traits<RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T )const>{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef P3T Param3; typedef P4T Param4; typedef P5T Param5; typedef P6T Param6; typedef P7T Param7; typedef RT (CT::*Signature)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T );};
template<class RT , class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T, class P6T, class P7T >struct function_traits<RT (P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T ) >{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef P3T Param3; typedef P4T Param4; typedef P5T Param5; typedef P6T Param6; typedef P7T Param7; typedef RT Signature (P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T );};
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T, class P6T, class P7T, class P8T>struct function_traits<RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T, P8T) >{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef P3T Param3; typedef P4T Param4; typedef P5T Param5; typedef P6T Param6; typedef P7T Param7; typedef P8T Param8; typedef RT (CT::*Signature)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T, P8T);};
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T, class P6T, class P7T, class P8T>struct function_traits<RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T, P8T)const>{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef P3T Param3; typedef P4T Param4; typedef P5T Param5; typedef P6T Param6; typedef P7T Param7; typedef P8T Param8; typedef RT (CT::*Signature)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T, P8T);};
template<class RT , class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T, class P6T, class P7T, class P8T>struct function_traits<RT (P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T, P8T) >{ typedef RT Result; typedef P1T Param1; typedef P2T Param2; typedef P3T Param3; typedef P4T Param4; typedef P5T Param5; typedef P6T Param6; typedef P7T Param7; typedef P8T Param8; typedef RT Signature (P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T, P8T);};
template<class T>
typename function_traits<T>::Signature* bar_helper(T);
template<class F>
class FuncTraitsOf{
public:
typedef decltype(bar_helper(&F::operator())) fptr;
typedef typename std::remove_pointer<fptr>::type Signature; //Signature = bool __cdecl(int,float)
typedef typename function_traits< Signature > R; //R = struct function_traits<bool __cdecl(int,float)>
};
template< class FuncTraits>class FDSel;
template<class RT, class CT > struct FDSel< function_traits< RT (CT::*)( ) > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate0< RT> R; };
template<class RT, class CT > struct FDSel< function_traits< RT (CT::*)( )const > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate0< RT> R; };
template<class RT > struct FDSel< function_traits< RT ( ) > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate0< RT> R; };
template<class RT, class CT, class P1T > struct FDSel< function_traits< RT (CT::*)(P1T ) > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate1<P1T ,RT> R; };
template<class RT, class CT, class P1T > struct FDSel< function_traits< RT (CT::*)(P1T )const > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate1<P1T ,RT> R; };
template<class RT , class P1T > struct FDSel< function_traits< RT (P1T ) > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate1<P1T ,RT> R; };
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T > struct FDSel< function_traits< RT (CT::*)(P1T, P2T ) > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate2<P1T, P2T ,RT> R; };
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T > struct FDSel< function_traits< RT (CT::*)(P1T, P2T )const > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate2<P1T, P2T ,RT> R; };
template<class RT , class P1T, class P2T > struct FDSel< function_traits< RT (P1T, P2T ) > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate2<P1T, P2T ,RT> R; };
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T > struct FDSel< function_traits< RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T ) > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate3<P1T, P2T, P3T ,RT> R; };
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T > struct FDSel< function_traits< RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T )const > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate3<P1T, P2T, P3T ,RT> R; };
template<class RT , class P1T, class P2T, class P3T > struct FDSel< function_traits< RT (P1T, P2T, P3T ) > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate3<P1T, P2T, P3T ,RT> R; };
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T > struct FDSel< function_traits< RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T ) > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate4<P1T, P2T, P3T, P4T ,RT> R; };
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T > struct FDSel< function_traits< RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T )const > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate4<P1T, P2T, P3T, P4T ,RT> R; };
template<class RT , class P1T, class P2T, class P3T, class P4T > struct FDSel< function_traits< RT (P1T, P2T, P3T, P4T ) > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate4<P1T, P2T, P3T, P4T ,RT> R; };
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T > struct FDSel< function_traits< RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T ) > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate5<P1T, P2T, P3T, P4T, P5T ,RT> R; };
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T > struct FDSel< function_traits< RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T )const > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate5<P1T, P2T, P3T, P4T, P5T ,RT> R; };
template<class RT , class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T > struct FDSel< function_traits< RT (P1T, P2T, P3T, P4T, P5T ) > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate5<P1T, P2T, P3T, P4T, P5T ,RT> R; };
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T, class P6T > struct FDSel< function_traits< RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T ) > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate6<P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T ,RT> R; };
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T, class P6T > struct FDSel< function_traits< RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T )const > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate6<P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T ,RT> R; };
template<class RT , class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T, class P6T > struct FDSel< function_traits< RT (P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T ) > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate6<P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T ,RT> R; };
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T, class P6T, class P7T > struct FDSel< function_traits< RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T ) > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate7<P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T ,RT> R; };
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T, class P6T, class P7T > struct FDSel< function_traits< RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T )const > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate7<P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T ,RT> R; };
template<class RT , class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T, class P6T, class P7T > struct FDSel< function_traits< RT (P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T ) > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate7<P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T ,RT> R; };
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T, class P6T, class P7T, class P8T> struct FDSel< function_traits< RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T, P8T) > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate8<P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T, P8T,RT> R; };
template<class RT, class CT, class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T, class P6T, class P7T, class P8T> struct FDSel< function_traits< RT (CT::*)(P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T, P8T)const > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate8<P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T, P8T,RT> R; };
template<class RT , class P1T, class P2T, class P3T, class P4T, class P5T, class P6T, class P7T, class P8T> struct FDSel< function_traits< RT (P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T, P8T) > >{ typedef fastdelegate::FastDelegate8<P1T, P2T, P3T, P4T, P5T, P6T, P7T, P8T,RT> R; };}template<class F>
typename details::FDSel< typename details::FuncTraitsOf<F>::R >::R MakeDelegate(F& f){
return fastdelegate::MakeDelegate(&f, &F::operator());
}
Скопируйте / вставьте это в файл FastDelegate.h.
НЕ используйте это так:
home.visit(fastdelegate::MakeDelegate([&](const Room& a){ /* ... */ }));
Вместо этого сделайте это:
auto d = [&](const Room& a){ /* ... */ };
home.visit(fastdelegate::MakeDelegate(d));
Дайте мне знать, если я что-то пропустил.
Разница между «тривиальными» и общими лямбда-функциями заключается в том, что если она не принадлежит первому классу (без захватов), то это функциональный объект.
Если вы копируете объект (лямбда), и он содержит ссылки на временные объекты или ссылки на выделенные объекты стека, которые будут освобождены до того, как ваш FastDelegate будет уничтожен, у вас будет свисающая ссылка, отсюда и сбой.
Попробуйте захватить по копии, а не по ссылке
detector