如果使用lambda，std::unique_ptr如何没有大小开销

How std::unique_ptr have no size overhead if using lambda

本文关键字：何没 开销 ptr unique lambda 如果 std      更新时间：2023-10-16

继续这个问题，
std:：unique_ptr如何没有大小开销？

我做了以下代码，结果出乎意料：

#include <memory>
#include <cstdio>
void f(void *p){
free(p);
}
int main(){
auto x1 = [](void *p){ free(p); };
auto x2 = [](void *p){ f(p); };
printf("%zun", sizeof(std::unique_ptr<int>                 )); //  8, expected
printf("%zun", sizeof(std::unique_ptr<int, decltype(&f)>   )); // 16, expected
printf("%zun", sizeof(std::unique_ptr<int, decltype(x1)>   )); //  8, unexpected
printf("%zun", sizeof(std::unique_ptr<int, decltype(x2)>   )); //  8, unexpected
}

最后两个lambda类型的大小为8，即使它们做的和f()相同。

这是怎么做的？

无捕获lambda不需要任何子对象；它只是一个具有CCD_ 2过载的类型。因此，它可以是(但不是必须的(空类型。允许(但不要求(unqiue_ptr优化其"包含"deleter类型的方式，这样，如果deleter类型是空类类型，则它可以使用各种技术来确保此类型不会占用unique_ptr实例本身的存储空间。

有几种方法可以做到这一点。unique_ptr可以从类型继承，依靠EBO来优化基类。使用C++20，它可以将其作为成员子对象，依靠[[no_unique_address]]属性来提供空成员优化。在任何一种情况下，unique_ptr<T>所需要的唯一实际存储是指向T的指针。

相比之下，函数指针就是函数指针。它是一个必须具有存储的基本类型，因为它可以指向任何具有该签名的函数。类型本质上包含要作为类型本身的一部分调用的成员函数；函数指针不会。该类型的实例实际上不需要存储来查找其operator()。

取消lambdas并简化decltypes，实际上您写了：

int main(){
struct x1_impl {
void operator()(void *p) { free(p); }
};
x1_impl x1;
struct x2_impl {
void operator()(void *p) { f(p); }
};
x2_impl x2;
printf("%zun", sizeof(std::unique_ptr<int>));
printf("%zun", sizeof(std::unique_ptr<int, void (*)(void*)>));
printf("%zun", sizeof(std::unique_ptr<int, x1_impl>));
printf("%zun", sizeof(std::unique_ptr<int, x2_impl>));
}

CCD_ 11需要同时存储CCD_ 12和CCD_。由于x1_impl和x2_impl没有数据成员，它们不需要存储，因此最后两个unique_ptr只能存储一个T*。注意，decltype(&f)是void (*)(void*)，但operator()0是未命名的空struct。Lambdas和函数指针实际上并不相似。对于函数指针，要执行的代码只有在运行时才知道，位于指针后面。对于lambda，要执行的代码在编译时是已知的，lambda对象实际上是闭包，即捕获的变量的集合。这里没有这样的变量，所以Lambda不需要存储任何东西。

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