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这是凭记忆的，所以我可能会误用几个词，但意思应该可以理解

我目前在大学，主修编程 - 我们开始使用 C++，当我们开始使用数组时，我们的 C++ 老师（一个有奇怪想法和编程规则的老师，比如不允许任何评论）告诉我们应该使我们的数组大小为 4 的倍数，以提高效率：

char exampleArrayChar[ 4 ]; //Allowed
float exampleArrayChar[ 6 ]; //NOT Allowed
int exampleArrayChar[ 8 ]; //Allowed

他说这背后的原因是因为计算机进行内存分配的方式。

计算机以四个字节为一组为每个数组元素分配内存地址/位置 - 因此在 2 个内存组中完成了一个 8 元素数组。

所以问题是，如果你创建一个大小为 6 的数组，它将分配 2 组 4，但随后将这些字节中的 2 个（8 个字节中的）标记为无效/无效，使它们无法使用，直到整个数组被释放记忆。

虽然这在我看来对于其他计算机数学来说是合理的（例如 1gb = 1024mb 而不是正好 1000），但我有兴趣知道：

  • 这是多么真实，以及这样做的好处是什么（如果有的话）
  • 这只是 C++ 吗？（我认为不会，但仍然值得一问）
  • 只是有关这方面的更多信息-例如，为什么是4？计算机数学通常不是二进制的，因此不是 2 的吗？

在网上环顾四周，我一直找不到任何主要用途或相关的东西。

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4 回答 4

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float exampleArrayChar[ 6 ]; //NOT Allowed

考虑到这float是 4 个字节（几乎普遍，由于浮点数广泛采用 IEEE-754 编码），任何数量的浮点数已经是 4 个字节的倍数。您的示例将是 24，并且没有问题。在 x86（和 x64）上，SSE 指令确实更喜欢 8 字节对齐的数据......再次拥有一个float大小为 6 个元素 = 24 字节的数组不会干扰这一点。

唯一真正对对齐很重要的较大倍数是缓存行的大小，它随实现而有很大差异（为 x86 编译的代码可能会发现自己运行在具有 32 字节、128 字节或其他缓存大小的 CPU 上，所有这些都来自同一台机器代码）。是的，缓存对齐可以产生很大的性能差异，但是与缓存行的对齐不一定更好，实际上对齐通常会更糟，因为它会引起缓存映射上的冲突，就性能影响而言，这类似于错误共享被关注到。

请参阅什么是“缓存友好”代码？以及为什么我的程序在恰好循环 8192 个元素时很慢？以及与这些相关的其他问题。

但是，一旦您的教授进入“任何评论都不允许”，您就应该在院长办公室要求退还您的学费。

于 2013-08-17T02:03:50.467 回答
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假设你的老师真的告诉了你上面所说的，你的老师就会错（这根本不会让我感到惊讶）。然而，真实的是，当您从堆中分配内存时，正在分配的内存块可能是 2 的某个幂的倍数，因为否则内存最终会以不幸的方式碎片化，至少在使用通用用途时内存分配器。因此，您可能会浪费几个字节。但是，除非您有很多反对意见，否则我不会打扰这些细节：首先使用语义正确的方法使程序正确。

然而，处理这些问题的最佳方法不是一开始就使用数组，而是使用std::vector<T>or std::deque<T>。

于 2013-08-17T01:29:27.990 回答
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最近，当我在探索超级用户时，我遇到了一篇描述碎片的帖子，这导致我在 Wikipedia 上找到了这篇帖子。报价：

例如，内存只能以可被 4、8 或 16 整除的块的形式提供给程序，因此，如果程序请求可能 23 个字节，它实际上将获得 24 个块。当这种情况发生时，多余的内存将被转移到浪费。在这种情况下，不可用的内存包含在分配的区域内，因此称为内部碎片。

尽管如此，正如大多数人指出的那样，“节省”的空间量并不是什么大问题，因为在大多数现代系统中都存在大量内存（GB）；最好根据程序的需要设计，而不是机器的需要。

于 2013-08-18T20:46:40.033 回答
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那位老师有一些非常时髦（和错误的想法）。为了解释为什么是这样，让我们​​检查每个语句。

...我们的 C++ 老师...告诉我们应该使数组大小为 4 的倍数以提高效率...他说这背后的原因是因为计算机分配内存空间的方式（空间可能不是正确的工作 - 基本上是数组中每个元素的内存地址）

C（和 C++）允许如果您分配内存，无论类型如何，它都会在那里，否则会发生运行时错误。他可能会说，分配更多空间来容纳一些溢出错误将是一个好习惯（它不是）。然而，C 和 C++ 允许静态数组中的所有内存（我的意思是不是通过动态声明new()，尽管我不确定这个）数组是连续的。声明某事时，仅使用您的事需要使用的内存量（资源）。

计算机以四个一组为每个数组元素分配内存地址/位置 - 因此在 2 个内存组中完成了一个 8 元素数组（同样，组不是正确的词）

Anint至少有 4 个字节，这是唯一可以听到前面引用的句子。由于您可以通过引用来引用内存中的任何字节，因此没有明确需要将内存分成四个一组，除非出现一些环境问题。

虽然这在我看来对于其他计算机数学来说是合理的（例如 1gb = 1024mb 而不是正好 1000）......

尽管这最好在其他地方讨论，但 GB 和 GiB 是分开的；在维基百科上查看。但是，当涉及内存时，有一个非正式约定，即字节单元的倍数按 2 10、2 20、2 30等顺序排列。

最后，正如前面的评论者所说，在 C++ 中做事的正确方法是通过新的容器类，这std::vector<T>是最像数组的容器。将这种数组声明留给非常简单的东西或遗留 C 代码。

于 2013-08-17T01:53:52.530 回答