lambda - メンバー関数を渡すための C++0x ラムダラッパーとバインド

Question

これは基本的に、クラスコンストラクター/メソッド内からメンバーメソッドを指すファンクターを作成/渡すための 2 つの異なるアプローチの読みやすさ、スタイル、パフォーマンスに関する質問です。

アプローチ 1:

using namespace std::placeholders;
std::bind( &MyClass::some_method, this, _1, _2, _3 )

アプローチ 2:

[ this ](const arg1& a, arg2 b, arg3& c) -> blah { some_method( a, b, c ); }

この状況でラムダを使用するのは無償であるかどうか疑問に思っていました。いくつかの点で何が起こっているのかを簡単に確認できますが、引数の型を明示的に指定する必要があります。また、「名前空間を何でも使用する」ことは好まない。しかし、バインド式が不必要に冗長になり (たとえば、_1 が std::placeholders::_1 になる)、ラムダはこの問題を回避します。

最後に、この質問の目的のために、 some_method は多くのことを行う大きな関数であり、ラムダ本体に直接コピーするのは面倒であることに注意してください。

この質問が漠然としすぎているように思われる場合は、パフォーマンスの違いがあれば、それに対する回答に焦点を当てることができます。

編集:自明ではないユースケース。

MyClass::MyClass()
:    some_member_( CALLBACK_FUNCTOR )
{}

ご覧のとおり、イニシャライザリスト (アプローチ 1 または 2 で定義) で使用される CALLBACK_FUNCTOR により、using 宣言のスコープが難しくなり (afaik)、すぐに呼び出す予定のメンバーメソッドをわざわざラップする必要がないことは明らかです。

score 9 · Accepted Answer

As far as readability and style are concerned, I think std::bind looks cleaner for this purpose, actually. std::placeholders does not have anything other than _[1-29] for use with std::bind as far as I know, so I think it is fine to just use "using namespace std::placeholders;"

As for performance, I tried disassembling some test functions:

#include <functional>

void foo (int, int, int);

template <typename T>
void test_functor (const T &functor)
{
    functor (1, 2, 3);
}

template <typename T>
void test_functor_2 (const T &functor)
{
    functor (2, 3);
}

void test_lambda ()
{
    test_functor ([] (int a, int b, int c) {foo (a, b, c);});
}

void test_bind ()
{
    using namespace std::placeholders;
    test_functor (std::bind (&foo, _1, _2, _3));
}

void test_lambda (int a)
{
    test_functor_2 ([=] (int b, int c) {foo (a, b, c);});
}

void test_bind (int a)
{
    using namespace std::placeholders;
    test_functor_2 (std::bind (&foo, a, _1, _2));
}

When foo() was not defined in the same translation unit, the assembly outputs were more or less the same for both test_lambda and test_bind:

00000000004004d0 <test_lambda()>:
  4004d0:   ba 03 00 00 00          mov    $0x3,%edx
  4004d5:   be 02 00 00 00          mov    $0x2,%esi
  4004da:   bf 01 00 00 00          mov    $0x1,%edi
  4004df:   e9 dc ff ff ff          jmpq   4004c0 <foo(int, int, int)>
  4004e4:   66 66 66 2e 0f 1f 84    data32 data32 nopw %cs:0x0(%rax,%rax,1)
  4004eb:   00 00 00 00 00 

00000000004004f0 <test_bind()>:
  4004f0:   ba 03 00 00 00          mov    $0x3,%edx
  4004f5:   be 02 00 00 00          mov    $0x2,%esi
  4004fa:   bf 01 00 00 00          mov    $0x1,%edi
  4004ff:   e9 bc ff ff ff          jmpq   4004c0 <foo(int, int, int)>
  400504:   66 66 66 2e 0f 1f 84    data32 data32 nopw %cs:0x0(%rax,%rax,1)
  40050b:   00 00 00 00 00 

0000000000400510 <test_lambda(int)>:
  400510:   ba 03 00 00 00          mov    $0x3,%edx
  400515:   be 02 00 00 00          mov    $0x2,%esi
  40051a:   e9 a1 ff ff ff          jmpq   4004c0 <foo(int, int, int)>
  40051f:   90                      nop

0000000000400520 <test_bind(int)>:
  400520:   ba 03 00 00 00          mov    $0x3,%edx
  400525:   be 02 00 00 00          mov    $0x2,%esi
  40052a:   e9 91 ff ff ff          jmpq   4004c0 <foo(int, int, int)>
  40052f:   90                      nop

However, when the body of foo was included into the same translation unit, only the lambda had its contents inlined (by GCC 4.6):

00000000004008c0 <foo(int, int, int)>:
  4008c0:   53                      push   %rbx
  4008c1:   ba 04 00 00 00          mov    $0x4,%edx
  4008c6:   be 2c 0b 40 00          mov    $0x400b2c,%esi
  4008cb:   bf 60 10 60 00          mov    $0x601060,%edi
  4008d0:   e8 9b fe ff ff          callq  400770 <std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::__ostream_insert<char, std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&, char const*, long)@plt>
  4008d5:   48 8b 05 84 07 20 00    mov    0x200784(%rip),%rax        # 601060 <std::cout@@GLIBCXX_3.4>
  4008dc:   48 8b 40 e8             mov    -0x18(%rax),%rax
  4008e0:   48 8b 98 50 11 60 00    mov    0x601150(%rax),%rbx
  4008e7:   48 85 db                test   %rbx,%rbx
  4008ea:   74 3c                   je     400928 <foo(int, int, int)+0x68>
  4008ec:   80 7b 38 00             cmpb   $0x0,0x38(%rbx)
  4008f0:   74 1e                   je     400910 <foo(int, int, int)+0x50>
  4008f2:   0f b6 43 43             movzbl 0x43(%rbx),%eax
  4008f6:   bf 60 10 60 00          mov    $0x601060,%edi
  4008fb:   0f be f0                movsbl %al,%esi
  4008fe:   e8 8d fe ff ff          callq  400790 <std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::put(char)@plt>
  400903:   5b                      pop    %rbx
  400904:   48 89 c7                mov    %rax,%rdi
  400907:   e9 74 fe ff ff          jmpq   400780 <std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::flush()@plt>
  40090c:   0f 1f 40 00             nopl   0x0(%rax)
  400910:   48 89 df                mov    %rbx,%rdi
  400913:   e8 08 fe ff ff          callq  400720 <std::ctype<char>::_M_widen_init() const@plt>
  400918:   48 8b 03                mov    (%rbx),%rax
  40091b:   be 0a 00 00 00          mov    $0xa,%esi
  400920:   48 89 df                mov    %rbx,%rdi
  400923:   ff 50 30                callq  *0x30(%rax)
  400926:   eb ce                   jmp    4008f6 <foo(int, int, int)+0x36>
  400928:   e8 e3 fd ff ff          callq  400710 <std::__throw_bad_cast()@plt>
  40092d:   0f 1f 00                nopl   (%rax)

0000000000400930 <test_lambda()>:
  400930:   53                      push   %rbx
  400931:   ba 04 00 00 00          mov    $0x4,%edx
  400936:   be 2c 0b 40 00          mov    $0x400b2c,%esi
  40093b:   bf 60 10 60 00          mov    $0x601060,%edi
  400940:   e8 2b fe ff ff          callq  400770 <std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::__ostream_insert<char, std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&, char const*, long)@plt>
  400945:   48 8b 05 14 07 20 00    mov    0x200714(%rip),%rax        # 601060 <std::cout@@GLIBCXX_3.4>
  40094c:   48 8b 40 e8             mov    -0x18(%rax),%rax
  400950:   48 8b 98 50 11 60 00    mov    0x601150(%rax),%rbx
  400957:   48 85 db                test   %rbx,%rbx
  40095a:   74 3c                   je     400998 <test_lambda()+0x68>
  40095c:   80 7b 38 00             cmpb   $0x0,0x38(%rbx)
  400960:   74 1e                   je     400980 <test_lambda()+0x50>
  400962:   0f b6 43 43             movzbl 0x43(%rbx),%eax
  400966:   bf 60 10 60 00          mov    $0x601060,%edi
  40096b:   0f be f0                movsbl %al,%esi
  40096e:   e8 1d fe ff ff          callq  400790 <std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::put(char)@plt>
  400973:   5b                      pop    %rbx
  400974:   48 89 c7                mov    %rax,%rdi
  400977:   e9 04 fe ff ff          jmpq   400780 <std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::flush()@plt>
  40097c:   0f 1f 40 00             nopl   0x0(%rax)
  400980:   48 89 df                mov    %rbx,%rdi
  400983:   e8 98 fd ff ff          callq  400720 <std::ctype<char>::_M_widen_init() const@plt>
  400988:   48 8b 03                mov    (%rbx),%rax
  40098b:   be 0a 00 00 00          mov    $0xa,%esi
  400990:   48 89 df                mov    %rbx,%rdi
  400993:   ff 50 30                callq  *0x30(%rax)
  400996:   eb ce                   jmp    400966 <test_lambda()+0x36>
  400998:   e8 73 fd ff ff          callq  400710 <std::__throw_bad_cast()@plt>
  40099d:   0f 1f 00                nopl   (%rax)

00000000004009a0 <test_bind()>:
  4009a0:   ba 03 00 00 00          mov    $0x3,%edx
  4009a5:   be 02 00 00 00          mov    $0x2,%esi
  4009aa:   bf 01 00 00 00          mov    $0x1,%edi
  4009af:   e9 0c ff ff ff          jmpq   4008c0 <foo(int, int, int)>
  4009b4:   66 66 66 2e 0f 1f 84    data32 data32 nopw %cs:0x0(%rax,%rax,1)
  4009bb:   00 00 00 00 00 

00000000004009c0 <test_lambda(int)>:
  4009c0:   53                      push   %rbx
  4009c1:   ba 04 00 00 00          mov    $0x4,%edx
  4009c6:   be 2c 0b 40 00          mov    $0x400b2c,%esi
  4009cb:   bf 60 10 60 00          mov    $0x601060,%edi
  4009d0:   e8 9b fd ff ff          callq  400770 <std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::__ostream_insert<char, std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&, char const*, long)@plt>
  4009d5:   48 8b 05 84 06 20 00    mov    0x200684(%rip),%rax        # 601060 <std::cout@@GLIBCXX_3.4>
  4009dc:   48 8b 40 e8             mov    -0x18(%rax),%rax
  4009e0:   48 8b 98 50 11 60 00    mov    0x601150(%rax),%rbx
  4009e7:   48 85 db                test   %rbx,%rbx
  4009ea:   74 3c                   je     400a28 <test_lambda(int)+0x68>
  4009ec:   80 7b 38 00             cmpb   $0x0,0x38(%rbx)
  4009f0:   74 1e                   je     400a10 <test_lambda(int)+0x50>
  4009f2:   0f b6 43 43             movzbl 0x43(%rbx),%eax
  4009f6:   bf 60 10 60 00          mov    $0x601060,%edi
  4009fb:   0f be f0                movsbl %al,%esi
  4009fe:   e8 8d fd ff ff          callq  400790 <std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::put(char)@plt>
  400a03:   5b                      pop    %rbx
  400a04:   48 89 c7                mov    %rax,%rdi
  400a07:   e9 74 fd ff ff          jmpq   400780 <std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::flush()@plt>
  400a0c:   0f 1f 40 00             nopl   0x0(%rax)
  400a10:   48 89 df                mov    %rbx,%rdi
  400a13:   e8 08 fd ff ff          callq  400720 <std::ctype<char>::_M_widen_init() const@plt>
  400a18:   48 8b 03                mov    (%rbx),%rax
  400a1b:   be 0a 00 00 00          mov    $0xa,%esi
  400a20:   48 89 df                mov    %rbx,%rdi
  400a23:   ff 50 30                callq  *0x30(%rax)
  400a26:   eb ce                   jmp    4009f6 <test_lambda(int)+0x36>
  400a28:   e8 e3 fc ff ff          callq  400710 <std::__throw_bad_cast()@plt>
  400a2d:   0f 1f 00                nopl   (%rax)

0000000000400a30 <test_bind(int)>:
  400a30:   ba 03 00 00 00          mov    $0x3,%edx
  400a35:   be 02 00 00 00          mov    $0x2,%esi
  400a3a:   e9 81 fe ff ff          jmpq   4008c0 <foo(int, int, int)>
  400a3f:   90                      nop

Out of curiosity, I redid the test using GCC 4.7, and found that with 4.7, both tests were inlined in the same manner.

My conclusion is that the performance should be the same in either case, but you might want to check your compiler output if it matters.

score 2 · Accepted Answer

また、「名前空間を何でも使用する」ことは好まない。しかし、それはバインド式を不必要に冗長にします

これはを使用する際の問題のようですstd::bind。以下の簡単なトリックを使用して、それを克服できます。

void myfoo ()
{
  //...
  {
    using namespace std::placeholders;  // scope available only in this block
    std::bind( &MyClass::some_method, this, _1, _2, _3 );
  }
//...
}

デモ。

lambda - メンバー関数を渡すための C++0x ラムダ ラッパーとバインド

3 に答える 3

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Reference

lambda - メンバー関数を渡すための C++0x ラムダラッパーとバインド