Question

考虑一个班级：

template <typename T>
struct A{
  //...many public member functions...
  T x;
  T y;
  T z;
}

另一个，类似的：

template <typename T>
struct B{
  //many public member functions
  T x;
  T y;
}

虽然此处未指定，T将始终为float或int或bool。

现在考虑另一个结构：

struct Pair{
  A<float> a;
  B<float> b;
 }

现在是vector：

 std::vector<Pair> bigBunch;

假设x中的所有y，z，bigBunch都是连续的，有多安全？我知道vector保证Pair之间的连续内存，但我也知道struct不一定能保证连续的内存，因为填充可能发生。但是，如果您的struct元素属于不同类型，我认为填充只会带来风险。

我希望能够获得指向bigBunch[0].a.x的指针，然后知道在float的整个内容中我可以期待bigBunch的连续流。实际上，指向bigBunch[0].a.x的指针指向与`bigBunch[0].a相同的位置。

如果Pair.a和Pair.b是相同或不同的类型，例如混合int和float而不是两者是同一类型（{{ 1}}在这个例子中）？

Answer 1

但是，如果你的struct元素是不同的类型，我认为填充只是一种风险。

这不太准确，主要与内存中所占空间有多大关系。

您的示例使用float，这是4个字节，因此不会导致填充。填充的整个目的是加速内存访问，4字节边界上的4字节对象都可以。

因此，您应该可以假设自己拥有float的流，但如果Pair bool上有b，则可能不会。我这样说的原因是因为它可能决定{{1}}在4字节边界上最好用，这会引入一个填充字节。

Answer 2

AFAIK，标准中没有任何内容阻止编译器添加填充，如果它认为这是一个好主意。编译器在这件事上确实有很大的余地。这意味着最好的做法是防御并明确指示编译器打包数据，即使例如4字节边界上的4字节浮点不应导致填充。

我的另一个建议是使用static_assert来验证所需的大小。例如，

template <typename T>
struct A{
  //...many public member functions...
  T x;
  T y;
  T z;
} __attribute__ ((__packed__));
static_assert(sizeof(A) == 3*sizeof(T), "struct A shouldn't be padded");

如果您没有C ++ 11，则可以使用BOOST_STATIC_ASSERT代替。编辑：struct的右括号之后的__attribute__ ((__packed__))位是GCC特定的确保紧密压缩结构的方法。

您应该考虑的另一件事是，如果您能够将vector<Pair>视为一个没有间隙的大float数组，那么您真正获益。据我所知，如果必须迭代所有内容，或者必须将数据传递给需要连续数据的其他库，可能会使某些算法更方便编写。但是我猜你正在用这些结构进行大量的数学计算，你的编译器可能能够自动向量化一些结构，例如，如果struct A是128位对齐的话，可以使用SSE。在我的答案的这一部分中，我有很多猜测，所以如果它不适用于你，请忽略它。

PS：你的结构的右大括号后不要忘记分号。

Answer 3

假设bigBunch中的所有x，y，z是多么安全连续？

不安全。编译器可以自由填充。取决于T

指向bigBunch [0] .a.x的指针会指向同一个地方说'bigBunch [0] .a。

这是安全的假设。

如果Pair.a和Pair.b是相同或不同的类型，这是否重要，例如混合整数和浮动而不是两者都是同一类型（在这个例子中浮动）？

假设是不安全的。对于int和float，我们可能会很幸运，但可能不是short和int

的情况

填充故事在32位计算机和64位计算机之间切换。如果您希望代码适用于所有体系结构，则无法对填充和对齐进行假设。

有关一般性讨论，请参阅http://en.wikipedia.org/wiki/Data_structure_alignment

总之，在程序中永远不要假设填充： - ）

在这种情况下，我可以依赖连续的内存吗？

3 个答案: