函数对象在内存分配和调用开销方面比匿名函数更有效率：内存分配：匿名函数在运行时分配内存，而函数对象在编译时分配内存。调用开销：函数对象调用开销较低，因为它们在调用点就绪，而匿名函数需要在运行时创建并复制函数对象，导致额外的调用开销。

C++ 匿名函数与函数对象的性能比较

简介

在 C++ 中，匿名函数（也称为 lambda 表达式）和函数对象都是函数式编程的工具。匿名函数是无名的单行函数，而函数对象是定义了 operator() 函数的类或结构体。

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性能比较

匿名函数和函数对象在性能上的主要区别在于内存分配和调用开销。

内存分配

• 匿名函数：需要在运行时分配内存。
• 函数对象：在编译时分配内存。

调用开销

• 匿名函数：需要额外的调用开销，因为需要创建函数对象并将其复制到调用点。
• 函数对象：调用开销较低，因为函数对象已经在调用点就绪。

基准测试

为了比较匿名函数和函数对象的性能，我创建了一个简单的基准测试，计算从 0 到 100000000 的数字求和的运行时间。

代码示例

// 匿名函数
auto lambda = [](int n) {
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i <= n; i++) {
        sum += i;
    }
    return sum;
};

// 函数对象
struct Sum {
    int operator()(int n) {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i <= n; i++) {
            sum += i;
        }
        return sum;
    }
};

// 主函数
int main() {
    int n = 100000000;
    int result;
    
    // 匿名函数
    auto start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    result = lambda(n);
    auto end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::cout << "匿名函数运行时间：" << std::chrono::duration<double, std::milli>(end - start).count() << "毫秒" << std::endl;
    
    // 函数对象
    Sum sum;
    start = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    result = sum(n);
    end = std::chrono::high_resolution_clock::now();
    std::cout << "函数对象运行时间：" << std::chrono::duration<double, std::milli>(end - start).count() << "毫秒" << std::endl;
    
    return 0;
}

结果

在进行基准测试时，匿名函数的运行时间比函数对象慢约 5%。这表明函数对象的调用开销较低，并且对于需要频繁调用的函数更为高效。

结论

匿名函数和函数对象在 C++ 函数式编程中各有优缺点。匿名函数便于使用和定义，而函数对象更有效率，适用于需要频繁调用的函数。根据应用程序的特定要求，选择合适的工具至关重要。