Comment « std :: function » gère-t-il la mémoire et les objets appelables ?

std::function : Implémentation et gestion de la mémoire

La classe std::function sert de wrapper générique pour les objets appelables, permettant stockage et invocation de tout type appelable. Bien que les expressions lambda soient souvent implémentées sous forme de classes avec des opérateurs d'appel de fonction, leur taille peut varier considérablement en fonction du nombre de variables référencées.

En revanche, std::function doit conserver une taille fixe tout en acceptant des appelables de différents types. , y compris les lambdas. Son implémentation repose sur l'effacement de type, qui implique la création d'une classe de base représentant des entités appelables. Pour chaque type appelable spécifique utilisé avec std::function, une classe dérivée est créée et instanciée dynamiquement.

Par exemple, considérons une implémentation simplifiée de std::function pour les fonctions double-to-int :

struct callable_base {
   virtual int operator()(double d) = 0;
   virtual ~callable_base() {}
};
template<typename F>
struct callable : callable_base {
   F functor;
   callable(F functor) : functor(functor) {}
   int operator()(double d) { return functor(d); }
};

L'objet std::function contiendrait un unique_ptr à la classe de base. Lorsqu'une fonction std :: est construite avec un appelable spécifique, une classe dérivée est créée et instanciée sur le tas. L'objet std::function lui-même reste de taille fixe, tandis que la mémoire de l'objet appelable est allouée dynamiquement.

En ce qui concerne la sémantique de copie, chaque objet std::function conserve sa propre copie de l'entité appelable. Cela ressort clairement du test suivant :

fun f1 = [=]() mutable { std::cout << value++ << '\n' };
fun f2 = f1;
f1();
f2();
f3();

La sortie du programme démontre que f2 et f3 maintiennent chacun des objets appelables distincts, ce qui entraîne l'impression de différentes valeurs incrémentées. Par conséquent, std::function gère la mémoire de ses objets appelables tout en garantissant que les copies des objets std::function conservent leurs propres entités appelables indépendantes.

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