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提供されたコンテンツに適した質問形式の記事タイトルをいくつか示します。 * メモリレイアウトは C/C の構造体メンバーの順序にどのような影響を与えますか? * SoA と AoS: データ構造のトレードオフを理解する

Mary-Kate Olsen

リリース： 2024-10-26 07:26:30

オリジナル

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* How Does Memory Layout Affect Struct Member Ordering in C/C ?
* SoA vs AoS: Understanding the Trade-offs in Data Structure Memory Layout
* Struct Padding and Alignment: Optim

構造体メンバーのメモリレイアウト

C/C で構造体を定義する場合、メンバーの順序はメモリ内での連続性に影響を与える可能性があります。構造体のパディングとして知られる概念。パディングはデータ型に基づいてメンバーを位置合わせするために導入されており、一般的に使用される位置合わせは 8 バイト (64 ビット) です。

指定された構造体の場合:

struct test {
   double height;
   int    age;
   char   gender;
}

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メンバーは連続していない可能性がありますパディングによりメモリ内に存在します。順序を次のように変更すると、

struct test {
    char   gender;
    int    age;
    double height;
}

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構造体をその位置合わせ要件に合わせるために、性別の後にパディングが導入されます。

配列の構造と構造体の配列

メモリ内のデータの配置は、配列構造 (SoA) と構造配列 (AoS) で異なります。

SoA: 配列型のすべてのメンバーを格納します一緒に、その後に別の配列型のメンバーが続きます。これにより、同様のデータ型を処理する操作のパフォーマンスが向上します。
AoS: 単一の構造体のすべてのメンバーをバンドルし、その後に別の構造体のメンバーをバンドルします。構造体のすべてのメンバーに同時にアクセスするときに、キャッシュの局所性が向上します。

SoA と AoS 間のトレードオフ:

Feature	SoA	AoS
Readability	Lower	Higher
Cache Locality	Higher for same-type members	Higher for structs
Efficiency	Can be higher due to vectorization	Potentially lower due to padding
Memory Usage	Lower in some cases	Higher due to padding within each struct

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