なぜラムダは単純な関数よりもコンパイラによって最適化できるのですか？

彼の本の中でThe C++ Standard Library (Second Edition)Nicolai Josuttisは、ラムダは単純な関数よりもコンパイラによってより最適化できると述べています。

さらに、C ++コンパイラは、通常の関数よりもラムダを最適化します。（213ページ）

何故ですか？

インライン化に関しては、これ以上何の違いもないはずだと思いました。私が考えることができる唯一の理由は、コンパイラーがラムダを使用したより良いローカルコンテキストを持っている可能性があり、そのようなことがより多くの仮定を行い、より多くの最適化を実行できるためです。

その理由は、ラムダは関数オブジェクトであるため、それらを関数テンプレートに渡すと、そのオブジェクト専用の新しい関数がインスタンス化されるためです。したがって、コンパイラーはラムダ呼び出しを簡単にインライン化できます。

一方、関数の場合、古い警告が適用されます。関数ポインターが関数テンプレートに渡され、コンパイラーは従来、関数ポインターを介した呼び出しのインライン化に多くの問題を抱えています。彼らはすることができ、理論的にインライン化されるが、周辺機能も同様にインライン展開されている場合のみ。

例として、次の関数テンプレートを考えます。

template <typename Iter, typename F>
void map(Iter begin, Iter end, F f) {
    for (; begin != end; ++begin)
        *begin = f(*begin);
}

次のようなラムダで呼び出す：

int a[] = { 1, 2, 3, 4 };
map(begin(a), end(a), [](int n) { return n * 2; });

このインスタンス化の結果（コンパイラーによって作成されます）：

template <>
void map<int*, _some_lambda_type>(int* begin, int* end, _some_lambda_type f) {
    for (; begin != end; ++begin)
        *begin = f.operator()(*begin);
}

…コンパイラはそれを知って_some_lambda_type::operator ()おり、それへの呼び出しを簡単にインライン化できます。（そして、他のラムダで関数mapを呼び出すと、各ラムダが異なる型を持っているので、の新しいインスタンス化が作成されます。）map

ただし、関数ポインターを指定して呼び出すと、インスタンス化は次のようになります。

template <>
void map<int*, int (*)(int)>(int* begin, int* end, int (*f)(int)) {
    for (; begin != end; ++begin)
        *begin = f(*begin);
}

…そしてここでfは、呼び出しごとに異なるアドレスをポイントしているため、コンパイラが特定の関数に解決できるように周囲の呼び出しもインライン化されていない限り、mapコンパイラは呼び出しをインライン化できません。fmapf

「関数」をアルゴリズムに渡すと、実際には関数へのポインターが渡されるため、関数へのポインターを介して間接呼び出しを行う必要があります。ラムダを使用する場合、その型用に特別にインスタンス化されたテンプレートインスタンスにオブジェクトを渡し、ラムダ関数の呼び出しは直接呼び出しであり、関数ポインターを介した呼び出しではないため、インライン化される可能性が高くなります。