mengoptimumkan susun atur c struct

Mari kita pertimbangkan struct c mudah:

struct foo {
    const char * str;
    unsigned char flag;
    uint64_t len;
};

Andaikan kod ini sedang dijalankan sebagai sebahagian daripada program yang dilaksanakan pada mesin 64-bit: apakah yang anda jangkakan hasil sizeof(struct foo)?

Kebanyakan orang yang tidak pernah perlu mengacau dengan saiz dan pengoptimuman struktur akan meneka bahawa ia sepatutnya 17...

... tetapi dah 24! Kenapa begitu?

Sebab bagi tingkah laku ini ialah pengkompil mengoptimumkan reka letak struktur untuk kelajuan, dan ia adalah norma moden bahawa akses memori yang sejajar adalah cara terpantas untuk mengakses data.

Ini bermakna, bergantung pada jenis medan dan cpu, data anda akan mempunyai beberapa penjajaran dan akan diposisikan supaya penjajaran itu dihormati (atau, supaya alamat medan % penjajaran medan == 0).

saiz, penjajaran, padding

Dalam kes contoh sebelumnya, penunjuk dan medan 64-bit adalah sejajar 8B pada mesin 64-bit, dan ini bermakna, untuk memaksa susun atur di mana semua dalam struct diselaraskan, pengkompil akan menjana beberapa pelapik antara medan bendera dan len:

Sekarang mari kita pertimbangkan contoh lain, di mana struct seperti ini ditakrifkan, pada mesin yang sama seperti sebelum ini:

struct bar {
    const char * str;
    short s1;
    int i1
    short s2;
    int i2;
};

Bagaimanakah kita hendak mengira saiznya?

Terdapat tiga peraturan:

• Medan struktur mahu diselaraskan dengan penjajaran semula jadinya sendiri.
• Penjajaran struktur keseluruhan adalah sama dengan penjajaran medan terluasnya
• Jika anda terpaksa meletakkan dua struct daripada jenis yang sama bersebelahan, yang kedua harus dijajarkan dengan penjajarannya -- ini bermakna bahawa struct mesti mempunyai pelapik mengekor sehingga penjajarannya

Imbasan pantas tentang penjajaran jenis asas dan saiz untuk mesin 64-bit:

type	size	alignment
char	1	1
short	2	2
int	4	4
long	8	8
float	4	4
double	8	8
pointers	8	8

Juga ingat bahawa:

• Tatasusunan mempunyai penjajaran jenis nilainya dan saiz yang saiz(jenis) * nombor elemen.
• Kesatuan mempunyai penjajaran dan saiz ahli terluas mereka.

Dan anda boleh menggunakan operator saiz yang sangat berguna dan _Alignof untuk mendapatkan maklumat ini untuk jenis tersuai anda. Ambil perhatian bahawa _Alignof tersedia dari C11 dan seterusnya, dan dipanggil alignof bermula dengan C23. Ia sentiasa sejajar dengan apa yang saya faham dalam C , sejak C 11.

Untuk maklumat lanjut, bible mengenai topik ini ialah The Lost Art of Structure Packing, dari mana saya mempelajari hampir semua yang saya ketahui tentang perkara ini, bersama-sama dengan banyak latihan dan pengalaman praktikal.

mengoptimumkan struct anda: stropt

Topik ini di sini adalah sesuatu yang agak kerap muncul di tempat kerja, di mana penjimatan bait di sana sini adalah sangat penting apabila menghantar banyak data yang besar secara berterusan dalam baris gilir dan sebagainya.

Untuk menjadikan hidup saya lebih mudah, saya menulis alat yang menghasilkan beberapa statistik pada jenis yang anda berikan sebagai input, dengan merujuk kepada fail sumber atau coretan kod, ia dipanggil stropt (pengoptimum struktur).

Abathargh/stropt di GitHub

bina & pasang

Jika anda mempunyai pemasangan go setempat, anda boleh terus membina atau memasang aplikasi secara terus:

struct foo {
    const char * str;
    unsigned char flag;
    uint64_t len;
};

Perduaan yang sudah disusun untuk senarai gabungan os/archs juga disediakan dalam halaman keluaran github:

perduaan stropt

menggunakan alat tersebut

Anda boleh sama ada menggunakan stropt dengan menghantar sumber untuk menganalisis sebagai rentetan:

struct bar {
    const char * str;
    short s1;
    int i1
    short s2;
    int i2;
};

Atau anda boleh menghantar fail yang mengandungi definisi:

git clone https://github.com/Abathargh/stropt
go build

// or, if you want to install this directly
go install github.com/Abathargh/stropt

Alat ini juga boleh memberikan kemungkinan pengoptimuman untuk jenis anda dengan menggunakan bendera -optimize, dan ia mengetahui medan yang merupakan struct itu sendiri:

Perhatikan bahawa bendera verbose digunakan untuk menunjukkan struktur dalam (dan kesatuan) bersama-sama dengan penjajaran medan dan saiznya.

apa seterusnya

Alat ini ditulis dalam go menggunakan pengkompil C modernc.org/cc yang hebat untuk menghurai kod C dan lipgloss daripada charmbracelet untuk UI.

Saya menulis ini untuk diri saya sendiri tetapi saya gembira untuk berkongsinya secara terbuka; Saya ingin menjadikan ini apl web untuk kegunaan yang lebih mudah secara terus dalam penyemak imbas, jadi mungkin itulah perkara seterusnya yang akan saya usahakan!

Atas ialah kandungan terperinci mengoptimumkan susun atur c struct. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!