C/C 中數組結構 (SoA) 和結構數組 (AoS) 的記憶體佈局有何不同？

結構體的記憶體佈局

在 C/C 中，定義結構體時，成員不一定會在記憶體中連續分配。這是結構填充的結果。例如，考慮以下測試結構：

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

雖然 A.height、A.age 和 A.gender 可能按邏輯順序出現，但它們可能不會佔用相鄰的記憶體位置。這是因為編譯器可能會在成員之間插入填充，以使它們在特定邊界上對齊，從而優化記憶體存取速度。

有陣列的結構佈局

a 的佈局陣列結構 (SoA) 與結構陣列 (AoS) 不同。

SoA：

<code class="text">-----------------------------------------------------------------------------------
| double | double | double | *pad* | int | int | int | *pad* | char | char | char |
-----------------------------------------------------------------------------------</code>

在 SoA 中，成員按類型分組，數組之間有填充。這可以提高涉及跨多個實例存取特定類型元素的操作的效率。

AoS:

<code class="text">-----------------------------------------------------------------------------------
| double | int | char | *pad* | double | int | char | *pad* | double | int | char |
-----------------------------------------------------------------------------------</code>

在 AoS 中，結構是連續儲存的，每個結構內的填充。這種佈局對於人類可讀性來說可能更直接，但可能會導致跨同一成員的多個實例存取元素的效能降低。

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