Question

我很好奇内存模型如何用于C ++类。具体来说，是否可以保证对象的数据成员是连续分配的。例如，如果我有以下代码：

class Particle {
public:
  Particle(double ix, double iy, double ivx, double ivy);
  // Omitted for brevity

private:
  double x;
  double y;
  double vx;
  double vy;
};

当我初始化一个对象时，数据成员将在内存中是连续的，还是我最好（为了提高性能）执行以下操作：

class Particle {
public:
  Particle(double ix, double iy, double ivx, double ivy);
  // Omitted for brevity

private:
  std::array<double, 4> params
};

我来自Fortran和C编程的背景，我习惯于使用数组进行快速顺序内存访问，因此我很好奇当所有数据成员在任何调用上连续使用时，上述语义之一是否适合快速访问

Answer 1

标准保证它们在内存中的排列顺序为
（如果您选择了他们的地址，他们将会增加）。
它不会不保证它们将位于连续内存中；但是，如果那是最理想的布局，那么它们可能会是。允许编译器在成员之间添加填充（通常这样做是为了提高访问效率（牺牲速度的空间））。如果所有成员的大小都相同，则不太可能。

注意：在它们之间引入public / private / protected会使事情变得复杂，并且可能会改变顺序。

您最好使用数组吗？

这取决于。您通常会通过索引还是通过名称访问它们？我会说99％的时间是您拥有的第一个版本更好，但是我可以想象用std::array<>有用的用例（通过索引访问成员）。

也可以使用注释std::vector<>中的建议。确实如此，并且该标准保证成员位于相邻位置，但它们可能不在对象本地（在std::array<>中，它们在对象本地）。

Answer 2

是的，可以保证顺序与[class.mem].19声明中的顺序相同

分配具有相同访问控制的（非联盟）类的
非静态数据成员，以使稍后的成员在类对象中具有更高的地址。未指定具有不同访问控制的非静态数据成员的分配顺序。实施一致性要求可能会导致两个相邻成员不能彼此立即分配；管理虚拟功能和虚拟基类的空间要求也可能如此。

Answer 3

[元答案]

我最好（为了表现）...

为什么连续分配数据成员必然会提高性能？实际上，由于double之类的东西需要适当对齐，因此通常情况恰恰相反（这就是编译器并不总是这样做的原因）。

对象数据成员的C ++连续内存访问

3 个答案: