Переключение между массивом структур (AoS) и структурой массивов (SoA)

Одна особенность, которая играет заметную роль во многих работах по проектированию, ориентированному на данные, заключается в том, что во многих случаях вместо AoS (массива структур):

struct C_AoS {
  int    foo;
  double bar;
};

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

эффективнее расположить свои данные в SoA (структуре массивов):

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

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

Сейчас я ищу решение, которое позволило бы мне переключаться между AoS и SoA без изменения вызывающего интерфейса, т. е. чтобы я мог с минимальными усилиями и без дополнительных затрат времени выполнения (по крайней мере, с точки зрения чрезмерной косвенности), позвонить напр. cs[42].foo; независимо от того, какое расположение данных я использую.

Я должен отметить, что приведенный выше пример синтаксиса является идеальным случаем, который вполне может быть невозможен, но меня также очень интересуют близкие приближения. Есть берущие?


c++ c++11 c++14 data-oriented-design
person alarge    schedule 19.03.2015    source источник
comment
Раньше я много играл с этим, генерируя кортежи во время компиляции и так далее, но потерял интерес, так как он казался немного тяжелым и громоздким. Вместо этого я нашел полезным просто написать множество локальных функций доступа (могут быть просто статические функции в исходном файле), прежде чем вы начнете экспериментировать с представлениями данных. Таким образом, вам придется изменить минимальное количество кода, чтобы исследовать совершенно другой вид представления.   -  person    schedule 23.12.2017

Ответы (1)


arrow_upward
8
arrow_downward

Я выберу этот синтаксис: cs.foo[42] в качестве единственного синтаксиса и использую typedefs для переключения между аранжировками:

Итак, очевидно, учитывая C_SoA из вашего поста, приведенный выше синтаксис работает, и мы можем иметь:

typedef C_SoA Arrangement;

Arrangement cs;

Чтобы вместо этого использовать std::vector<C_AoS>, нам нужно ввести что-то еще:

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){}
};

Теперь у нас может быть:

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

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

По сути, это преобразует container dot member index в container index dot member.

person quamrana    schedule 19.03.2015
comment
Хороший вопрос и красивый ответ. Я только что отметил, что когда я столкнулся с этой проблемой, это было связано с тем, что естественным представлением данных было бы SoA, но при кодировании гораздо проще иметь дело с AoS, и часто кодеры предпочитают этот подход. Таким образом, я часто заканчивал с аналогичной противоположной настройкой, используя пользовательские методы доступа, а затем доступ через метод доступа, std::cout << cs[42].get_foo() << std::endl на самом деле, как гласит мантра инкапсуляции C++. - person Sigi; 19.03.2015
comment
Интересен ваш подход — рассмотрите возможность поделиться своим кодом (задали вопрос здесь). - person user1823664; 12.02.2017
comment
Недавно я написал аналогичный вопрос и ответил, абстракция с нулевой стоимостью с использованием С++ 17 (хотя это может быть и С++ 14), если вы хотите обновить этот ответ: stackoverflow.com/questions/50574639 / . Код также находится в репозитории github: github.com/crosetto/SoAvsAoS. - person Paolo Crosetto; 08.11.2018