Q: 배열 구조(SoA)와 구조 배열(AoS) 간의 메모리 할당은 어떻게 다르며, 관련된 절충점은 무엇입니까?

구조체 및 배열의 ​​데이터 레이아웃

구조체 멤버를 위한 메모리 할당: 연속성 및 패딩

C/C에서 구조체는 다양한 데이터 유형의 다양한 멤버 변수를 포함할 수 있는 복합 데이터 유형을 정의합니다. 이러한 멤버가 메모리에 연속적으로 저장되는지 여부는 특정 컴파일러, 시스템 아키텍처 및 구조체 정의를 포함한 여러 요소에 따라 달라집니다.

"test"라는 사용자 정의 예제 구조체에서:

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

이 구조체의 인스턴스인 "test A"의 경우 메모리에서의 해당 멤버 배치는 컴파일러에 의해 결정됩니다. 경우에 따라 멤버가 순차적으로 저장되어 연속성이 발생할 수 있습니다. 그러나 "패딩"이라는 기술로 인해 컴파일러는 정렬 또는 성능상의 이유로 데이터 구조를 최적화할 수 있습니다.

패딩은 적절한 정렬을 보장하기 위해 구조체 멤버 사이에 추가 바이트를 추가하며 이는 연속성에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어 "test" 구조체의 멤버 순서가 변경되면

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

컴파일러는 구조체를 특정 경계에 정렬하기 위해 "gender" 뒤에 패딩을 도입할 수 있습니다.

배열 구조와 구조 배열의 차이점

SoA(구조 배열)와 AoS(구조 배열)는 메모리에 데이터가 저장되는 방식이 다릅니다.

배열 구조(SoA):

SoA에는 구조의 각 구성원에 대해 별도의 배열이 있습니다. 예를 들어 키, 나이, 성별 멤버가 있는 구조체를 생각해 보세요.

<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>

구조 배열(AoS):

AoS에는 배열이 있습니다. 각 인스턴스에 모든 멤버가 포함된 구조체 인스턴스.

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

메모리 레이아웃:

SoA:

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

AoS:

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

SoA에는 어레이 사이에 패딩이 있는 반면, AoS에는 각 구조체 내에 패딩이 있습니다.

장점:

• 가독성: AoS는 구성원이 그룹화되므로 각 "객체"를 더 읽기 쉽게 만듭니다.
• 캐시 위치: AoS가 더 나을 수 있습니다. 멤버가 함께 액세스하는 경우 캐시 지역성.
• 효율성: 벡터화 기회가 노출되면 SoA가 더 효율적일 수 있습니다.
• 메모리 사용량: SoA 일반적 패딩이 줄어들어 메모리가 덜 필요합니다.

위 내용은 Q: 배열 구조(SoA)와 구조 배열(AoS) 간의 메모리 할당은 어떻게 다르며, 관련된 절충점은 무엇입니까?의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!