实现任意类型擦除的小缓冲区优化的简单方法（如 std::function 中。）

Question

我经常使用类型擦除技术。 它通常看起来像这样：

class YetAnotherTypeErasure
{
public:
   // interface redirected to pImpl
private:
   // Adapting function
   template ...
   friend YetAnotherTypeErasure make_YetAnotherTypeErasure (...);

   class Interface {...};

   template <typename Adaptee>
   class Concrete final : public Interface { 
     // redirecting Interface to Adaptee
   };

   std::unique_ptr<Interface> pImpl_; // always on the heap
};

std::function

做了类似的事情，但它有一个小的缓冲区优化，所以如果

Concrete<Adaptee>

小于smth并且没有抛出移动操作，它将被存储在其中。是否有一些通用的库解决方案可以相当容易地做到这一点？为了强制只在编译时存储小缓冲区？也许已经提出了一些标准化建议？

Answer 1

我对标准或任何提案所要求的小缓冲区优化一无所知，尽管它经常被允许或鼓励。

请注意，此类类型的一些（有条件的）非抛出要求实际上需要在实践中进行优化，因为替代方案（例如来自紧急缓冲区的非抛出分配）在这里似乎很疯狂。

另一方面，您可以基于标准库（例如

std::aligned_storage

）从头开始制作自己的解决方案。从用户的角度来看，这可能仍然很冗长，但并不太难。

实际上我几年前就实现了（当时没有提出）

any这样的优化

和

一些相关的实用程序。最近，libstdc++ 的 std::experimental::any 实现使用了几乎与此完全相同的技术（但是，

__

前缀的内部名称对于普通库用户来说肯定不好）。我的实现现在使用

一些常见的助手

来处理存储。这些助手确实可以轻松实现类型擦除存储策略（至少适合类似于any的东西）。但我仍然对更通用的高级解决方案感兴趣，以简化界面重定向。

还有一个

function实现

直接基于上面的

any实现。它们支持仅移动类型和合理的分配器接口，而

std

则不支持。在某些情况下，由于底层

function

对象的（部分无操作）默认初始化，

std::function

实现比 libstdc++ 中的

any

具有更好的性能。

Answer 2

通过小型库支持来帮助保持 const 的正确性， 代码减少到 20 行：

https://gcc.godbolt.org/z/GtewFI

Answer 3

wg21.link/p0201

基本上它就像 std::any 但所有类型都必须继承相同的接口。 这是半规则的，他们决定放弃平等。

这有一些开销：类本身有一个 vptr，多态值中有一个单独的调度机制。它还有一个类似指针的接口，而不是像这样的值。

但是，考虑到与编写自己的 type_erased 适配器相比使用它是多么容易，我想说对于大多数用例来说已经足够好了。