c - 普通数组声明和结构内声明的数组之间的内存和效率差异

Question

在 C 中声明数组时，它们可以正常声明如下：

int arr[10]

或者它们也可以在如下结构中声明：

struct structArr{
   int sArr[10];
}s1;

1. s1.sArr[]使用代替时会不会有任何内存或空间权衡arr[]，如果是，为什么？
2. 任何一种形式都比另一种形式更有效、更快吗？

我个人认为这arr[]会更快，s1.sArr[]但我不知道我是否正确，而且我没有技术答案。

Answer 1

我不希望有任何区别，不。

编译器“知道”该sArr字段与基地址的偏移量s1为 0，因此我猜想可以使用完全相同的指令序列来完成访问。

当然，将数组包装在一个结构中可以按值分配和传递/返回它，这可能是很好的好处。

Answer 2

您的问题的答案取决于编译器和优化。

使用至少经过-O1优化的最新 GCC 编译器，arr[]不会比s1.sArr[]. 实际上，如果由于某种原因（例如，它的其他字段）s1比原来更对齐arr，那么它可能会发生（由于缓存效应）s1.sArr[]可能会稍微好一些（例如，因为与缓存行大小更对齐）。但实际上从性能的角度来看，使用arr[]or s1.sArr[]（几乎大部分）是相同的。

出于可读性的原因，事情可能会有所不同。您可能希望将相关项目打包到一些struct. （并且您可能希望避免使用过多的变量名）。

Answer 3

添加到其他答案中，虽然潜在的性能和内存差异几乎在任何时候都可以忽略不计，但使用这个结构间接的东西可以让你确定数组的大小，即使是在传递给函数时（不会衰减到指针）。这可能非常有用。

考虑以下程序：

#include <stdio.h>

typedef struct {
    int arr[10];
} my_arr;

void foo1(my_arr arr) {
    printf("%d\n", sizeof(arr.arr));
}

void foo2(int arr[10]) {
    printf("%d\n", sizeof(arr));
}

int main() {
    my_arr a1;
    foo1(a1); /* prints 40 on my machine (10*sizeof(int)) */

    int a2[10];
    foo2(a2); /* prints 8 on my machine (sizeof(int*)) */
}

Answer 4

我不认为差异（如果有的话）值得失眠。

如果您的示例是完整的，我会选择int arr[10];仅出于可读性原因。