c++ - SoA への AoS アクセスを提供する

Question

配列の構造 (SoA) またはポインターの構造 (SoP) 形式でメモリ内に配置されたデータがあり、構造の配列 (AoS) 形式で配置されているかのようにそのデータにアクセスする方法があります。下。

ただし、の使用についてはあまり満足していません。struct AoS_4_SoPこれstructはテンプレートを使用しているように見えますが、たとえばが内部にハードコーディングされているfooため、実際には一般的ではありません。bar

2 つの質問/リクエスト:

1) 読み書きのパフォーマンスに関して、AoS アクセスは直接 SoA アクセスと同じくらい良好に提供されていますか?

2) より一般的なスキームは何でしょうか? (私はquamranaのコードをここで見ましたが、役に立ちませんでした。)

struct  SoP{      // Structure of Pointers
   int    *foo{ nullptr };
   double *bar{ nullptr };
   SoP( int *xi, double *xd ):foo(xi), bar(xd){};
};

struct SoR{       // Structure of References
   int    &foo;
   double &bar;
   SoR( int &xi, double &xd ):foo(xi), bar(xd){};
};

template< typename T,  typename S >
struct AoS_4_SoP {
    AoS_4_SoP( T *x ) : p( x ){};
    T    *p;

          S  operator[](std::size_t idx) const { return { p->foo[idx], p->bar[idx] }; }
    const S  operator[](std::size_t idx) const { return { p->foo[idx], p->bar[idx] }; }
};

上記のmain()使用例を次に示します。

int main()
{
    std::vector< int    > ibuf{ 11, 22, 33, 44 };
    std::vector< double > dbuf{ 0.11, 0.22, 0.33, 0.44 };;

    SoP  x_sop( ibuf.data(),  dbuf.data() );

    ibuf.at(2)  = 333;
    std::cout << "Access via SoP syntax:\n      "
              << x_sop.foo[2]
              << "        "
              << x_sop.bar[2] << std::endl;

    AoS_4_SoP<SoP, SoR> xacc( &x_sop );

    std::cout << "Access via AoS syntax:\n      "
              << xacc[2].foo
              << "        "
              << xacc[2].bar << std::endl;

    // show write access via SoA syntax
    ibuf.at(2)   = 3333;
    dbuf.at( 2 ) = 0.333333;  // will get overwritten below
    xacc[2].bar = 0.3333;

    std::cout << "Values written via SoP, read via SoP:\n      "
              << x_sop.foo[2]
              << "       "
              << x_sop.bar[2] << std::endl;

    // show write access via AoS syntax
    xacc[2].foo = 333333;
    dbuf.at( 2 ) = 0.3333333333;  // will get overwritten below
    xacc[2].bar = 0.333333;

    std::cout << "Values written via AoS, read via AoS:\n      "
              << xacc[2].foo
              << "     "
              << xacc[2].bar << std::endl;
}

上記のコードは、次の方法でコンパイルできます。

// x86_64-w64-mingw32-g++.exe -D_WIN64 -Wall -Wextra -Werror -std=c++11 -O3 -static-libgcc -static-libstdc++ aossoa.cc -o aossoa.exe

次の出力が得られます。

Access via SoP syntax:
      333        0.33
Access via AoS syntax:
      333        0.33
Values written via SoP, read via SoP:
      3333       0.3333
Values written via AoS, read via AoS:
      333333     0.333333