C++ 编译器可以内联函数指针吗？

Question

假设我有一个函数

functionProxy

，它接受一个通用参数

function

并调用它的

operator()

:

template< typename Function > void functionProxy( Function function ) {
    function();
}

---

传递给它的对象可能是：

• 函子：

  struct Functor {
      void operator()() const {
          std::cout << "functor!" << std::endl;
      }
  };
  

• 一个功能：

  void function( ) {
      std::cout << "function!" << std::endl;
  }
  

• 一个 (C++0x) lambda 函数：

  [](){ std::cout << "lambda!" << std::endl; }
  

---

int main( )
{
    functionProxy( Functor() );
    functionProxy( function );
    functionProxy( [](){ std::cout << "lambda!" << std::endl; } );
    return 0;
}

---

在上述所有情况下，编译器是否能够在

function

内内联

functionProxy

？

Answer 1

当然可以。

它知道

function

的值与它传递给它的值相同，知道函数的定义，因此只需替换内联定义并直接调用该函数即可。

我想不出编译器不会内联单行函数调用的情况，它只是用函数调用替换函数调用，没有可能的损失。

---

给出这段代码：

#include <iostream>

template <typename Function>
void functionProxy(Function function)
{
    function();
}

struct Functor
{
    void operator()() const
    {
        std::cout << "functor!" << std::endl;
    }
};

void function()
{
    std::cout << "function!" << std::endl;
}

//#define MANUALLY_INLINE

#ifdef MANUALLY_INLINE
void test()
{
    Functor()();

    function();

    [](){ std::cout << "lambda!" << std::endl; }();
}
#else
void test()
{
    functionProxy(Functor());

    functionProxy(function);

    functionProxy([](){ std::cout << "lambda!" << std::endl; });
}
#endif

int main()
{
    test();
}

定义了

MANUALLY_INLINE

后，我们得到：

test:
00401000  mov         eax,dword ptr [__imp_std::endl (402044h)]  
00401005  mov         ecx,dword ptr [__imp_std::cout (402058h)]  
0040100B  push        eax  
0040100C  push        offset string "functor!" (402114h)  
00401011  push        ecx  
00401012  call        std::operator<<<std::char_traits<char> > (401110h)  
00401017  add         esp,8  
0040101A  mov         ecx,eax  
0040101C  call        dword ptr [__imp_std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<< (40204Ch)]  
00401022  mov         edx,dword ptr [__imp_std::endl (402044h)]  
00401028  mov         eax,dword ptr [__imp_std::cout (402058h)]  
0040102D  push        edx  
0040102E  push        offset string "function!" (402120h)  
00401033  push        eax  
00401034  call        std::operator<<<std::char_traits<char> > (401110h)  
00401039  add         esp,8  
0040103C  mov         ecx,eax  
0040103E  call        dword ptr [__imp_std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<< (40204Ch)]  
00401044  mov         ecx,dword ptr [__imp_std::endl (402044h)]  
0040104A  mov         edx,dword ptr [__imp_std::cout (402058h)]  
00401050  push        ecx  
00401051  push        offset string "lambda!" (40212Ch)  
00401056  push        edx  
00401057  call        std::operator<<<std::char_traits<char> > (401110h)  
0040105C  add         esp,8  
0040105F  mov         ecx,eax  
00401061  call        dword ptr [__imp_std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<< (40204Ch)]  
00401067  ret  

如果没有，这个：

test:
00401000  mov         eax,dword ptr [__imp_std::endl (402044h)]  
00401005  mov         ecx,dword ptr [__imp_std::cout (402058h)]  
0040100B  push        eax  
0040100C  push        offset string "functor!" (402114h)  
00401011  push        ecx  
00401012  call        std::operator<<<std::char_traits<char> > (401110h)  
00401017  add         esp,8  
0040101A  mov         ecx,eax  
0040101C  call        dword ptr [__imp_std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<< (40204Ch)]  
00401022  mov         edx,dword ptr [__imp_std::endl (402044h)]  
00401028  mov         eax,dword ptr [__imp_std::cout (402058h)]  
0040102D  push        edx  
0040102E  push        offset string "function!" (402120h)  
00401033  push        eax  
00401034  call        std::operator<<<std::char_traits<char> > (401110h)  
00401039  add         esp,8  
0040103C  mov         ecx,eax  
0040103E  call        dword ptr [__imp_std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<< (40204Ch)]  
00401044  mov         ecx,dword ptr [__imp_std::endl (402044h)]  
0040104A  mov         edx,dword ptr [__imp_std::cout (402058h)]  
00401050  push        ecx  
00401051  push        offset string "lambda!" (40212Ch)  
00401056  push        edx  
00401057  call        std::operator<<<std::char_traits<char> > (401110h)  
0040105C  add         esp,8  
0040105F  mov         ecx,eax  
00401061  call        dword ptr [__imp_std::basic_ostream<char,std::char_traits<char> >::operator<< (40204Ch)]  
00401067  ret

一样。 （使用 MSVC 2010，普通版本编译。）

Answer 2

有可能。没有充分的理由支持或反对它，它只取决于编译器编写者实现的内容。

Answer 3

已尝试以下模板化指针到 lambda 代码：

volatile static int a = 0;

template <typename Lambda> class Widget {
   public: 
      Widget(const Lambda* const lambda) : lambda_(lambda) { }
      void f() { (*lambda_)(); }
   private:
      const Lambda* const lambda_;
};

int main() {
   auto lambda = [](){ a++; };
   Widget<decltype(lambda)> widget(&lambda);
   widget.f();
}

GNU g++ 4.9.2、Intel icpc 16.0.1 和 clang++ 3.5.0 均使用

widget.f()

内联

(*lambda_)()

和

-O2

调用。也就是说，根据反汇编的二进制文件，

a

直接在

main()

内部递增。

即使使用非常量

lambda

和

lambda_

指针，也可以应用内联（删除两个

const

）。

同上，使用局部变量和 lambda 捕获：

int main() {
   volatile int a = 0;
   auto lambda = [&a](){ a++; };
   ...

Answer 4

编译器能够内联调用吗？ 是的。

会吗？ 或许。 知道这很重要后检查。