在沒有std :: function的std :: vector中存儲lambdas / functions

Question

切記，我正在嘗試使代碼盡可能快，因此包含分配或其他慢速代碼的建議實際上不是一種選擇。

我有一個正在構建的游戲的渲染系統，並且試圖將所有渲染過程存儲在功能向量中，例如：

if(Monster.IsAlive)
{
    PushRender([...](){ // "..." means some stuff that I need to capture
        // Rendering the monster here...
    });
}

在每個循環的末尾，我都要檢查存儲的所有渲染，然后渲染它們，然后清除數組。

我希望有一個包含多個不同函數的向量，並能夠訪問局部變量或復制到函數中的變量（例如，lambda capture讓我在不更改函數簽名的情況下將變量發送給函數）或能夠存儲成員函數，以便我可以訪問對象的屬性。

現在，我嘗試了幾種方法來使該系統正常工作：

• 我試圖將所有內容存儲在std::vector<std::function<void()>> ：

  問題 ： std::function似乎在循環的每次迭代中都分配和取消分配內存，這對我來說確實很關鍵，因此std::function並不是一個選擇，除非我能找到一個在不影響性能的情況下使用它的原因。

• 使用std::vector<void(*Render)()>嘗試過：

  問題 ：我不能將lambda與該選項一起使用，也不能將成員函數與這些一起使用（至少我不能）。 因此，只有非成員函數才是我的問題。

我想要的系統內容：

• 盡可能快。
• 能夠運行多個不同的功能而無需使用模板（我想要一個包含所有功能的std::vector ）

有人知道如何實施這樣的系統嗎？

如果我的解釋不夠好，請舉一個例子：

using Func = ...; // std::function<void()> for example

std::vector<Func> Functions;

while(Running)
{
    // clear all the rendering
    Functions.clear();

    if(Monster.IsAlive)
    {
        // 1. 
        Functions.push_back(Monster.Render); // Monster.Render = Function
        // Or 2.
        Functions.push_back(RenderMonster); // RenderMonster = Function
        // Or 3.
        Functions.push_back([] () {
            RenderImage(MonsterImage, X, Y);
            //....
        }); 
    }

    //... More code here

    // Render everything that is saved so far 
    for(Func func : Functions)
    {
        func();
    }
}

Answer 1

因此，包含分配或其他慢代碼的建議實際上不是一個選擇。

這顯示了一個誤解。 分配不一定很慢。 避免堆分配的代碼並不總是很快。 如果您認為可以做得更快，則可以提供自己的分配器 （大多數標准容器都有一個可選的分配器模板參數，例如std::vector的第二個模板參數）。

但是，您可以使用std::unique_ptr<std::function<void(void)>>存儲指向lambda的智能指針。

您確實需要管理這些Lambda的生存期。

問題： std::function似乎在循環的每次迭代中都分配和釋放內存，這對我來說真的很關鍵，

你真的確定嗎？ 你真的基准了嗎？ 在許多情況下，它對您來說足夠快（並且性能問題可能在其他地方）。

我認為對於游戲渲染而言，瓶頸不會像今天那樣。 您需要配置整個游戲。 當然，出於基准測試目的，您需要啟用編譯器優化 。 另請參見本 （並按照鏈接那里）。

典型的堆分配（使用::operator new或malloc ....）通常花費不到一微秒的時間（但有時要多得多）。 在大多數情況下（但不是全部），這不是性能問題。

（我想要一個包含所有功能的std :: vector）

這很容易。 使用std::variant一個標記的聯合類型，然后使用此類std::vector 。 或者，如果您有一個指針向量，則創建一個公共的超類（帶有一些虛函數）並具有一個指向該類的指針向量。