c++ - 在结构阵列 (AoS) 和阵列结构 (SoA) 之间来回切换

Question

在许多关于面向数据的设计的著作中起着突出作用的一个特征是，在许多情况下，而不是 AoS(结构数组):

struct C_AoS {
  int    foo;
  double bar;
};

std::vector<C_AoS> cs;
...
std::cout << cs[42].foo << std::endl;

在 SoA(数组结构)中安排一个人的数据更有效:

struct C_SoA {
  std::vector<int>    foo;
  std::vector<double> bar;
};

C_SoA cs;
...
std::cout << cs.foo[42] << std::endl;

现在我正在寻找一种解决方案，它允许我在不更改调用接口(interface)的情况下在 AoS 和 SoA 之间切换，也就是说，我可以用最少的努力并且没有额外的运行时成本(至少到了过度的地步)间接)，例如调用cs[42].foo; 无论我使用哪种数据排列方式。

我应该注意到上面的示例语法是理想情况，这很可能是不可能的，但我也对近似值非常感兴趣。有没有人要？

Answer 1

我将选择此语法:cs.foo[42]成为单一语法并使用 typedef 在排列之间切换:

所以，显然给出了 C_SoA从您的帖子中，上述语法有效，我们可以:

typedef C_SoA Arrangement;

Arrangement cs;

为了使用std::vector<C_AoS>相反，我们将不得不介绍其他内容:

typedef std::vector<C_AoS> AOS;

template<class A, class C, class T>
struct Accessor {
    T operator[](size_t index){
            return arr[index].*pMember;
    }
    T (C::*pMember);
    A& arr;
    Accessor(A& a, T (C::*p)): arr(a), pMember(p){}
};

struct Alt_C_AoS{
    Accessor<AOS, C_AoS, int> foo;
    Accessor<AOS, C_AoS, double> bar;

    AOS aos;
    Alt_C_AoS():foo(aos, &C_AoS::foo), bar(aos, &C_AoS::bar){}
};

现在我们可以:

//Choose just one arrangement
typedef Alt_C_AoS Arrangement;
//typedef C_SoA Arrangement;

Arrangement cs;
...
std::cout << cs.foo[42] << std::endl;

本质上这会转换 container dot member index进入container index dot member .