g ++：std ::関数はクロージャ型で初期化され、常にヒープ割り当てを使用しますか？

Question

インターネット上のいくつかの情報源（具体的にはthis one）は、std :: functionが小さなクロージャの最適化を使用していると言っています。閉鎖サイズは、データのいくつかの量よりも低い場合には、だから私は

は、このような最適化が適用されているかどうかのように見える++ヘッダグラムを掘り行ってきましたが決定される（上記のリンクは、gccのための16のバイトを示す）

をヒープを割り当てません。 _Local_storage（）がある場合

static void 
_M_init_functor(_Any_data& __functor, _Functor&& __f, true_type) 
{ new (__functor._M_access()) _Functor(std::move(__f)); } 

static void 
_M_init_functor(_Any_data& __functor, _Functor&& __f, false_type) 
{ __functor._M_access<_Functor*>() = new _Functor(std::move(__f)); } 
    }; 

例えば：

"機能" ヘッダ（G ++ 4.6.3）中のコードブロックによって

static void 
_M_init_functor(_Any_data& __functor, _Functor&& __f) 
{ _M_init_functor(__functor, std::move(__f), _Local_storage()); } 

といくつかの行ダウン配置 - 新がそうでない場合、呼び出されたよりもtrue_type、 - _Local_storageの定期的な新しい

defintionはfolowingさ：

typedef integral_constant<bool, __stored_locally> _Local_storage; 

と__stored_locally：

static const std::size_t _M_max_size = sizeof(_Nocopy_types); 
static const std::size_t _M_max_align = __alignof__(_Nocopy_types); 

static const bool __stored_locally = 
(__is_location_invariant<_Functor>::value 
&& sizeof(_Functor) <= _M_max_size 
&& __alignof__(_Functor) <= _M_max_align 
&& (_M_max_align % __alignof__(_Functor) == 0)); 

し、最終的に：__is_location_invariant：

template<typename _Tp> 
struct __is_location_invariant 
: integral_constant<bool, (is_pointer<_Tp>::value 
       || is_member_pointer<_Tp>::value)> 
{ }; 

So.私が知る限り、クロージャの型はポインタでもメンバのポインタでもありません。

#include <functional> 
#include <iostream> 

int main(int argc, char* argv[]) 
{ 
    std::cout << "max stored locally size: " << sizeof(std::_Nocopy_types) << ", align: " << __alignof__(std::_Nocopy_types) << std::endl; 

    auto lambda = [](){}; 

    typedef decltype(lambda) lambda_t; 

    std::cout << "lambda size: " << sizeof(lambda_t) << std::endl; 
    std::cout << "lambda align: " << __alignof__(lambda_t) << std::endl; 

    std::cout << "stored locally: " << ((std::__is_location_invariant<lambda_t>::value 
    && sizeof(lambda_t) <= std::_Function_base::_M_max_size 
    && __alignof__(lambda_t) <= std::_Function_base::_M_max_align 
    && (std::_Function_base::_M_max_align % __alignof__(lambda_t) == 0)) ? "true" : "false") << std::endl; 
} 

、出力は次のとおりです：私も小さなテストプログラムを書いたことを確認するにはintializingされるのstd ::ラムダを持つ関数は、常にヒープと結果：

max stored locally size: 16, align: 8 
lambda size: 1 
lambda align: 1 
stored locally: false 

ので

、私の質問は以下のとおりです。割り当て？または私は何かを逃している？

Answer 1

std :: functionの割り当ては実装の詳細です。しかし、私は最後にチェックしました.12バイトはmsvcの最大ファンクタサイズで、16はgcc、24はboost + msvcです。

Answer 2

あなたは、この追加した場合、私は賭け：

std::cout << "std::__is_location_invariant: " << std::__is_location_invariant<lambda_t>::value << std::endl; 

をあなたが戻って得るでしょう：

std::__is_location_invariant: 0 

は、少なくともそれが何ideone saysです。

Answer 3

GCC 4.8.1から、libstdC++のstd ::関数は関数とメソッドへのポインタのみを最適化します。したがって、ファンクタ（ラムダを含む）のサイズにかかわらず、そこからstd ::関数を初期化すると、ヒープ割り当てがトリガされます。残念ながらカスタムアロケータのサポートもありません。

Visual C++ 2012およびLLVM libC++は、十分に小さなファンクタの割り当てを避けます。

注：この最適化のために、ファンクタをキックするには、std :: is_nothrow_move_constructibleを満たす必要があります。これは、noexcept std :: function :: swap（）をサポートするためです。幸いにも、捕獲されたすべての値がそうであるならば、ラムダはこの要件を満たします。

私はこのプログラムで、あなたの所見を確認

#include <functional> 
#include <iostream> 

// noexpect missing in MSVC11 
#ifdef _MSC_VER 
# define NOEXCEPT 
#else 
# define NOEXCEPT noexcept 
#endif 

struct A 
{ 
    A() { } 
    A(const A&) { } 
    A(A&& other) NOEXCEPT { std::cout << "A(A&&)\n"; } 

    void operator()() const { std::cout << "A()\n"; } 

    char data[FUNCTOR_SIZE]; 
}; 

int main() 
{ 
    std::function<void()> f((A())); 
    f(); 

    // prints "A(A&&)" if small functor optimization employed 
    auto f2 = std::move(f); 

    return 0; 
}