C数组与结构答案

【问题标题】：C array vs structC数组与结构
【发布时间】：2017-03-26 21:52:02
【问题描述】：

我目前正在开发一个 OpenGL 应用程序。到目前为止，在编写 API 时一切都运行良好。

对于通常的数据类型，我使用结构。例如：

struct vec3 {
 GLfloat x;
 GLfloat y;
 GLfloat z;
}

但现在我考虑使用与简单数组相同的数据类型，例如

typedef GLfloat vec3[3];

我真的很喜欢将类型作为简单的数组来处理，因为它更容易访问它们，我什至可以使用循环来修改它们的值（例如在 GLfloat 矩阵 [16] 中）但是让我烦恼的是C不允许返回数组，所以我必须自己提供存储操作 mat4_identity（mat4输出）有了一个结构，我可以很容易地说

mat4 m = mat4_identity() clean and nicely.

我现在的问题是：哪一个在性能方面更好（当然，例如，当有很多顶点时，我只能想到繁重的结构指针取消引用 + 访问）以及我最终应该为我的 OpenGL API 实际使用哪一个.

【问题讨论】：

你考虑过struct vec3 { GLfloat vec3[3]; } 吗？
@chux 是的，但这对我来说更像是一个奇怪的黑客/解决方法。理想的情况是我可以使用结构但像数组一样访问它们（显然，当它们都由具有相同数据类型的变量组成时）。不幸的是，这也不起作用，因为我听说结构内部有特殊的对齐或包装。
struct vec3 { union { struct { float x, y, z; }; float a[3]; };
@Joe 你忘了大括号：|此外，sizeof(struct xyz) 不必等于 sizeof(array)，因此对结构的写入不会映射到数组。
是的，我确实忘记了一个，但原理很清楚。编译器没有理由布局只有一种类型的结构与相同类型的数组不同。在任何普通编译器上，这成为问题的可能性非常非常低。

【解决方案1】：

如果您使用的是 C11，则可以两全其美！

union vec3 {
        struct {
            float x, y, z;
        };
        float xyz[3];
};

然后你可以通过任何一种方式访问它们：

printf("%f %f %f\n", vec.x, vec.y, vec.z);
printf("%f %f %f\n", vec.xyz[0], vec.xyz[1], vec.xyz[2]);

如果你不使用C11，你仍然可以这样做，但必须命名具有三个组件的结构：

union vec3 {
    struct {
        float x, y, z;
    } components;
    float xyz[3];
}

至于效率，数组保证是连续的（元素之间没有间隙），而结构则不是，所以结构可能会浪费更多的内存。但考虑到现代计算机的内存量，我怀疑这是一个问题。

另外请注意，虽然数组衰减为指针，但结构并不能保证这样做。除非结构适合寄存器（vec3 可能不适合），否则您应该将指针传递给它，而不是按值传递。

【讨论】：