Q : En quoi l'allocation de mémoire diffère-t-elle entre les structures de tableaux (SoA) et les tableaux de structures (AoS), et quels sont les compromis impliqués ?

Disposition des données des structures et des tableaux

Allocation de mémoire pour les membres de la structure : contiguïté et remplissage

En C/C , une structure définit un type de données composite qui peut contenir diverses variables membres de différents types de données. Le fait que ces membres soient stockés de manière contiguë en mémoire dépend de plusieurs facteurs, notamment du compilateur spécifique, de l'architecture du système et de la définition de la structure.

Dans un exemple de structure personnalisé nommé "test" :

<code class="cpp">struct test {
   double height;
   int    age;
   char   gender;
}</code>

Pour une instance de cette structure, par exemple « test A », le placement de ses membres en mémoire est déterminé par le compilateur. Dans certains cas, les membres peuvent être stockés séquentiellement, ce qui entraîne une contiguïté. Cependant, grâce à une technique appelée « remplissage », les compilateurs peuvent optimiser les structures de données pour des raisons d'alignement ou de performances.

Le remplissage ajoute des octets supplémentaires entre les membres de la structure pour garantir un alignement correct, ce qui peut affecter la contiguïté. Si l'ordre des membres dans la structure « test » est modifié, par exemple :

<code class="cpp">struct test {
    char   gender;
    int    age;
    double height;
}</code>

le compilateur peut introduire un remplissage après « sexe » pour aligner la structure sur des limites spécifiques.

Différence entre la structure des tableaux et le tableau des structures

La façon dont les données sont stockées en mémoire diffère entre une structure des tableaux (SoA) et un tableau des structures (AoS).

Structure des tableaux (SoA) :

Dans SoA, il existe des tableaux séparés pour chaque membre de la structure. Par exemple, considérons une structure avec des membres de taille, d'âge et de sexe :

<code class="cpp">struct person {
    double height;
    int    age;
    char   gender;
};

double heights[] = {5.6, 5.8, ...};
int ages[] = {22, 25, ...};
char genders[] = {'F', 'M', ...};</code>

Tableau de structures (AoS) :

Dans AoS, il existe un tableau d'instances de structure, chaque instance contenant tous ses membres.

<code class="cpp">struct person {
    double height;
    int    age;
    char   gender;
} people[] = {{5.6, 22, 'F'}, {5.8, 25, 'M'}, ...};</code>

Disposition de la mémoire :

SoA :

-----------------------------------------------------------------------------------
| double | double | double | *pad* | int | int | int | *pad* | char | char | char |
-----------------------------------------------------------------------------------

AoS :

-----------------------------------------------------------------------------------
| double | int | char | *pad* | double | int | char | *pad* | double | int | char |
-----------------------------------------------------------------------------------

SoA a un remplissage entre les tableaux, tandis qu'AoS a un remplissage dans chaque structure.

Compromis :

• Lisibilité : AoS rend chaque "objet" plus lisible à mesure que ses membres sont regroupés.
• Localité du cache : AoS peut avoir une meilleure cache la localité si les membres sont accessibles ensemble.
• Efficacité : SoA peut être plus efficace si les opportunités de vectorisation sont exposées.
• Utilisation de la mémoire : SoA en général nécessite moins de mémoire en raison d'un remplissage réduit.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!