C++中几种callable实现方式的性能对比
前言
C++中想实现一个callable的对象，通常有四种方式：
std::function：最common的方式，一般会配合std::bind使用。
function pointer：最C的方式，但没办法实现有状态的callable object。
function object：就是重载了operator()的类，C++98的STL中经常用。
lambda expression：不会污染namespace，一般来说编译器内部会实现为一个匿名的function object。
从原理上性能最好的应该是3和4，其次是2，最差的是std::function。下面我们用一小段代码来测试它们的性能。
测试结果
测试机器：15' rMBP。
编译器：Apple LLVM version 8.1.0 (clang-802.0.42)。
编译方式：g++ test.cpp -std=c++14 -O2。
./a.out "std::function" 0.15s user 0.20s system 98% cpu 0.358 total
./a.out "function_pointer" 0.10s user 0.11s system 98% cpu 0.209 total
./a.out "function_object" 0.03s user 0.01s system 92% cpu 0.042 total
./a.out "lambda" 0.03s user 0.01s system 93% cpu 0.042 total
可以看到3和4只要42ms，而相对应的2需要209ms，1需要358ms。这个顺序符合我们的预期，但相差这么多还是比较意外的。
测试程序
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
template
class Worker{
public:
explicit Worker(const HandlerT& handler): mHandler(handler) {}
void Run(int x) {
mHandler(x);
}
private:
HandlerT mHandler;
};
template
void Test(HandlerT&& h) {
using WorkerT = Worker
vector
for (int i = 0; i < 10000000; ++i) {
v.emplace_back(std::forward
}
int j = 0;
for (auto& w: v) {
w.Run(++j);
}
}
void Func(int x) {
int y = x + 5;
y += 3;
}
struct Functor {
void operator()(int x) const {
int y = x + 5;
y += 3;
}
};
int main(int argc, char** argv) {
if (argc != 2) {
cerr << "error input" << endl;
exit(1);
}
string mode{argv[1]};
if (mode == "std::function") {
Test(bind(Func, placeholders::_1));
} else if (mode == "function_pointer") {
Test(Func);
} else if (mode == "function_object") {
Test(Functor{});
} else if (mode == "lambda") {
Test([](int x) -> void {int y = x + 5; y += 3;});
} else {
cerr << "error mode:" << mode << endl;
exit(1);
}
}