std::function vs. Templates: Wann sollte ich welche für eine optimale C-Leistung auswählen?

Überlegungen zur Leistung: std::function vs. Templates

Die Einführung von std::function in C 11 hat Bedenken hinsichtlich der verglichenen Leistung aufgeworfen zu Vorlagen. Während std::function Komfort bietet, hat seine wahrgenommene Langsamkeit Entwickler dazu veranlasst, Vorlagen als effizientere Alternative in Betracht zu ziehen.

Die Leistungslücke: Eine genauere Betrachtung

Benchmarks haben Tatsächlich hat sich gezeigt, dass Vorlagen std::function hinsichtlich der Geschwindigkeit übertreffen. Dieser Unterschied ergibt sich aus dem grundlegenden Unterschied in ihren Implementierungen: Vorlagen sind Inline-Funktionen, während std::function virtuelle Funktionsaufrufe beinhaltet, was zu einer Leistungseinbuße führt.

Die Kompromisse von Vorlagen

Vorlagen haben jedoch ihre eigenen Kompromisse:

• Header-Abhängigkeit: Vorlagen erfordern, dass Header zur Kompilierungszeit verfügbar sind, was in Bibliotheken mit geschlossenem Code möglicherweise nicht wünschenswert ist.
• Längere Kompilierungszeiten: Komplexe Vorlagen können die Kompilierungszeit erheblich verlängern, insbesondere wenn sie mit richtlinienbasierten Vorlagen verwendet werden Programmierung.
• mangelnde Typsicherheit: Vorlagen können Typanforderungen nicht so streng durchsetzen wie Konzepte in modernem C, was zu Laufzeitfehlern führen kann.

Wann sollten Vorlagen vs. std::function verwendet werden?

Die Wahl zwischen Vorlagen und std::function sollte sich am Design orientieren Anforderungen:

• Auflösung zur Kompilierungszeit: Für Szenarien, in denen der Typ des aufrufbaren Objekts zur Kompilierungszeit bekannt ist, bieten Vorlagen aufgrund der Inline-Optimierung eine bessere Leistung.
• Laufzeitbindung: Wenn der Typ des aufrufbaren Objekts bis zur Laufzeit unbekannt ist, ist std::function erforderlich, um das Versenden von zu ermöglichen verschiedene Arten von Rückrufen einheitlich.
• Funktionale Programmierung: std::function vereinfacht das Currying und Kombinieren von Funktionen und erleichtert funktionale Programmiersprachen in C .
• Rekursive Lambdas : std::function ermöglicht die Erstellung rekursiver Lambdas, was mit fälligen Vorlagen nicht möglich ist zu Einschränkungen bei der Vorlagenerweiterung.

Fazit

Anstatt diese Konstrukte gegeneinander auszuspielen, ist es wichtig, ihre unterschiedlichen Anwendungsfälle zu verstehen und fundierte Entscheidungen zu treffen auf die spezifischen Designanforderungen. Sowohl Vorlagen als auch std::function spielen eine wertvolle Rolle in der C-Programmierung und bieten Flexibilität, Leistung und Unterstützung für moderne funktionale Programmierparadigmen. Durch die Nutzung ihrer einzigartigen Stärken können Entwickler effizienten und wartbaren Code erstellen, der den Anforderungen komplexer Anwendungsszenarien gerecht wird.

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