Adakah Ahli Struct Sentiasa Menduduki Memori Bersebelahan? Meneroka Padding dan Reka Letak Memori dalam C/C

Adakah Kenangan Ahli Struktur Bersebelahan? Meneroka Reka Letak Struktur

Dalam persekitaran pengaturcaraan C/C, mentakrifkan struct seperti contoh yang diberikan:

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

menimbulkan persoalan tentang susunan ahlinya dalam ingatan. Adakah medan individu bagi contoh struct, seperti A.height, A.age, dan A.jantina, disimpan bersebelahan?

Padding Struktur dan Ketersambungan Memori

Malangnya , andaian peruntukan memori bersebelahan untuk ahli struct tidak benar secara universal disebabkan oleh konsep yang dipanggil padding. Ini ialah teknik pengoptimuman yang menjajarkan elemen data ke sempadan tertentu, selalunya untuk meningkatkan prestasi pada seni bina perkakasan tertentu. Ia boleh mengakibatkan slot memori "tidak digunakan" antara ahli.

Dalam contoh yang diberikan, double biasanya menduduki lapan bait, int empat bait dan char satu bait. Tanpa padding, struct harus menduduki 13 bait. Walau bagaimanapun, jika seni bina perkakasan memerlukan penjajaran lapan bait, akan terdapat tiga bait padding selepas char untuk mencapai penjajaran tersebut. Ini bermakna mengakses A.age akan melangkau ketiga-tiga bait padding tersebut.

Struct of Arrays vs. Array of Structs

Di luar keterkaitan memori dalam satu struct, the perbezaan antara Structure of Arrays (SoA) dan Array of Structs (AoS) menawarkan susun atur memori yang berbeza.

Structure of Arrays (SoA)

Dalam SoA, elemen daripada jenis yang sama disimpan bersebelahan. Sebagai contoh, semua ketinggian akan disimpan dalam blok bersebelahan, diikuti oleh semua peringkat umur, kemudian jantina. Ini boleh mengoptimumkan operasi vektor dan mengurangkan penggunaan memori berbanding dengan AoS.

Array of Structs (AoS)

Dalam AoS, setiap struct disimpan sebagai blok bersebelahan. Pendekatan ini boleh meningkatkan kebolehbacaan dan lokaliti cache kerana ahli struktur tertentu dikumpulkan. Walau bagaimanapun, ia boleh menghasilkan lebih banyak pelapik dan mengurangkan kecekapan untuk operasi pada jenis ahli tertentu.

Grafik dan Ilustrasi Reka Letak Memori

[Imej/Rajah untuk menggambarkan SoA dan Reka letak memori AoS]

Faktor yang Perlu Dipertimbangkan

Pilihan antara SoA dan AoS bergantung pada keperluan khusus aplikasi. SoA mungkin lebih cekap untuk operasi pada jenis ahli tertentu, manakala AoS boleh meningkatkan kebolehbacaan dan lokaliti cache.

Atas ialah kandungan terperinci Adakah Ahli Struct Sentiasa Menduduki Memori Bersebelahan? Meneroka Padding dan Reka Letak Memori dalam C/C. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!