C++ lambda 表达式与闭包:性能影响如何?

lambda 表达式和闭包虽然方便,但会造成性能开销,包括函数对象创建和捕获变量的引用。在性能关键的代码中,这可能成为问题。例如,使用 lambda 表达式创建的闭包计算和为 10000000 的和比普通函数慢了约 1.5 微秒。因此,在高频调用或处理大数据时,应优先考虑普通函数。

C++ lambda 表达式与闭包:性能影响如何?

C++ Lambda 表达式与闭包:性能影响

简介

Lambda 表达式是一种简化的匿名函数语法,在 C++11 中引入。它们提供了更便捷的方式来创建内联函数对象,特别是在需要传递函数作为一个参数的情况下。

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闭包是函数与访问函数中声明的局部变量的引用相结合的实体。在 C++ 中,闭包可以通过 Lambda 表达式或函数指针实现。

性能影响

虽然 Lambda 表达式和闭包非常方便,但它们在性能上可能会比普通函数产生开销。这主要是由于以下原因:

函数对象创建:每次调用 Lambda 表达式时,都会创建一个新的函数对象。此额外步骤可能成为频繁调用的瓶颈。捕获变量:闭包捕获外部变量的引用,这需要额外的内存和间接寻址。在性能关键的代码路径中,这可能会成为问题。

实战案例

考虑以下计算数字序列和的 C++ 函数:

int sum_numbers(int n) {  int sum = 0;  for (int i = 1; i <= n; i++) {    sum += i;  }  return sum;}

现在,让我们使用 Lambda 表达式将此函数转换为一个闭包:

auto sum_closure = [n = 0]() mutable {  return ++n;};

在这个闭包中,我们将 n 变量捕获为一个局部变量。然后,我们创建一个不断递增 n 并返回其值的 Lambda 表达式。需要注意的是,mutable 关键字允许修改捕获的变量。

性能比较

让我们比较上述普通函数和闭包的性能:

// 普通函数auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();int result = sum_numbers(10000000);auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();std::cout << "普通函数用时:" << std::chrono::duration_cast(end - start).count() << " 微秒" << std::endl;// 闭包start = std::chrono::high_resolution_clock::now();int result = sum_closure();end = std::chrono::high_resolution_clock::now();std::cout << "闭包用时:" << std::chrono::duration_cast(end - start).count() << " 微秒" << std::endl;

在这段代码中,我们对 10000000 的和进行计算并打印出执行时间。在笔者的机器上,闭包的执行时间比普通函数慢了大约 1.5 微秒。虽然差异不大,但随着任务的复杂性和调用次数的增加,它可能会变得更加明显。

结论

虽然 Lambda 表达式和闭包非常方便,但在性能关键的代码路径中使用它们时需要格外小心。在高频调用或处理大数据的情况下,应优先考虑普通函数。

以上就是C++ lambda 表达式与闭包:性能影响如何?的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!

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