Question

我正在初始化数百万个以下类型的类

template<class T>
struct node
{
  //some functions
private:
  T m_data_1;
  T m_data_2;
  T m_data_3;

  node* m_parent_1;
  node* m_parent_2;
  node* m_child;
}

模板的目的是让用户选择float或double精度，其想法是node<float>占用更少的内存（RAM）。

但是，当我从double切换到float时，程序的内存占用量并没有像我预期的那样减少。我有两个问题，

编译器/操作系统是否可能为我的浮点数保留更多的空间（甚至将它们存储为双精度数）。如果是这样，我该如何阻止这种情况发生 - 我在使用g ++的64位机器上使用linux。
是否有工具可以让我确定所有不同类使用的内存量？（即某种内存分析） - 确保内存没有被我想到的其他地方搞砸。

Answer 1

如果要编译64位，则每个指针的大小为64位。这也意味着它们可能需要与64位对齐。因此，如果存储3个浮点数，则可能必须插入4个字节的填充。因此，不是保存12个字节，而是只保存8.无论指针位于结构的开头还是结尾，填充仍然存在。为了将连续的结构放在数组中以继续保持对齐，这是必要的。

此外，您的结构主要由3个指针组成。保存的8个字节将您从48字节对象转移到40字节对象。这并不是一个大幅下降。再次，如果你正在为64位编译。

如果您正在编译32位，那么您将从36字节结构中保存12个字节，这在百分比方面更好。如果双精度必须与8个字节对齐，则可能更多。

Answer 2

其他答案对于差异的来源是正确的。但是，x86 / x86-64上的指针（和其他类型）不需要对齐。它们只是性能更好，这就是GCC默认保持对齐的原因。

但是GCC提供了一个“打包”属性，让你可以控制它：

#include <iostream>

template<class T>
struct node
{
private:
    T m_data_1;
    T m_data_2;
    T m_data_3;

    node* m_parent_1;
    node* m_parent_2;
    node* m_child;
}    ;

template<class T>
struct node2
{
private:
    T m_data_1;
    T m_data_2;
    T m_data_3;

    node2* m_parent_1;
    node2* m_parent_2;
    node2* m_child;
} __attribute__((packed));

int
main(int argc, char *argv[])
{
    std::cout << "sizeof(node<double>) == " << sizeof(node<double>) << std::endl;
    std::cout << "sizeof(node<float>) == " << sizeof(node<float>) << std::endl;
    std::cout << "sizeof(node2<float>) == " << sizeof(node2<float>) << std::endl;
    return 0;
}

在我的系统（x86-64，g ++ 4.5.2）上，该程序输出：

sizeof(node<double>) == 48
sizeof(node<float>) == 40
sizeof(node2<float>) == 36

当然，“属性”机制和“打包”属性本身是GCC特定的。

Answer 3

除了Nicol提出的有效点之外：

当你调用new / malloc时，调用OS来分配内存时，它不一定与1对1对应。这是因为为了减少昂贵的系统调用次数，堆管理器可能会分配超过请求的数量，然后在调用new / malloc时“子分配”其中的块。此外，内存一次只能分配4kb（通常 - 这是最小页面大小）。实质上，可能存在当前未被主动使用的内存块，以便加速将来的分配。

直接回答您的问题：

1）是的，运行时很可能会分配更多内存然后你要求 - 但是这个内存没有浪费，它将用于未来的新闻/ mallocs，但仍然会出现在“任务管理器”或任何工具中你用。不，它不会促进浮动到双打。你做出的分配越多，这种边缘条件就越不可能成为尺寸差异的原因，而尼科尔的项目将占主导地位。对于较少数量的分配，此项可能占主导地位（“大”和“小”完全取决于您的操作系统和内核）。

2）Windows任务管理器将为您分配总内存。像WinDbg这样的东西实际上会为你提供由运行时分配的虚拟内存范围块（通常在树中分配）。对于Linux，我希望这些数据可以在与您的进程关联的/ proc目录中的一个文件中找到。

类中的内存使用 - 将double转换为float并没有像预期的那样减少内存使用量

3 个答案: