구조체 멤버는 항상 연속적인 메모리를 차지합니까? C/C에서 패딩 및 메모리 레이아웃 탐색

구조체 멤버 메모리는 연속적입니까? 구조체 레이아웃 탐색

C/C 프로그래밍 환경에서 제공된 예제

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

와 같은 구조체를 정의하면 메모리 내 멤버 배열에 대한 질문이 제기됩니다. A.height, A.age 및 A.gender와 같은 구조체 인스턴스의 개별 필드가 인접하여 저장되어 있나요?

구조 패딩 및 메모리 연속성

안타깝게도 , 구조체 멤버에 대한 연속 메모리 할당 가정은 패딩이라는 개념으로 인해 보편적으로 사실이 아닙니다. 이는 특정 하드웨어 아키텍처의 성능을 향상시키기 위해 데이터 요소를 특정 경계에 정렬하는 최적화 기술입니다. 이로 인해 멤버 간에 "사용되지 않는" 메모리 슬롯이 생길 수 있습니다.

주어진 예에서 double은 일반적으로 8바이트, int는 4바이트, char은 1바이트를 차지합니다. 패딩이 없으면 구조체는 13바이트를 차지해야 합니다. 그러나 하드웨어 아키텍처에 8바이트 정렬이 필요한 경우 해당 정렬에 도달하려면 char 뒤에 3바이트 패딩이 있어야 합니다. 즉, A.age에 액세스하면 패딩 3바이트를 건너뜁니다.

배열 구조체와 구조체 배열

단일 구조체 내 메모리 연속성을 넘어서 SoA(Structure of Arrays)와 AoS(Array of Structs)의 차이점은 서로 다른 메모리 레이아웃을 제공합니다.

SoA(Structure of Arrays)

SoA에서 요소는 동일한 유형이 연속적으로 저장됩니다. 예를 들어, 모든 키는 연속 블록에 저장되고 그 다음에는 모든 연령, 성별이 저장됩니다. 이를 통해 AoS에 비해 벡터화된 작업을 최적화하고 메모리 사용량을 줄일 수 있습니다.

구조체 배열(AoS)

AoS에서 각 구조체는 연속 블록으로 저장됩니다. 이 접근 방식은 특정 구조체의 멤버가 그룹화되므로 가독성과 캐시 지역성을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 특정 멤버 유형에 대한 작업의 패딩이 늘어나고 효율성이 저하될 수 있습니다.

메모리 레이아웃의 그래픽 및 그림

[SoA 및 AoS 메모리 레이아웃]

고려 요소

SoA와 AoS 간의 선택은 애플리케이션의 특정 요구 사항에 따라 다릅니다. SoA는 특정 구성원 유형에 대한 작업에 더 효율적일 수 있는 반면 AoS는 가독성과 캐시 지역성을 향상시킬 수 있습니다.

위 내용은 구조체 멤버는 항상 연속적인 메모리를 차지합니까? C/C에서 패딩 및 메모리 레이아웃 탐색의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!