将数据从未对齐的结构数组移动到 C++ 中的对齐数组

Question

将数据从 CameraSpacePoint 数组移动到 PointXYZ 数组的最佳方法是什么？

struct CameraSpacePoint
{
    float X;
    float Y;
    float Z;
};

 __declspec(align(16))
 struct PointXYZ
 {
      float x;
      float y;
      float z;
 };

 constexpr int BIG_VAL = 1920 * 1080;

 CameraSpacePoint  camera_space_points[BIG_VAL];
 PointXYZ          points_xyz[BIG_VAL];

我的解决方案：

CameraSpacePoint* camera_space_points_ptr = &camera_space_points[0];
PointXYZ*         points_xyz_ptr          = &points_xyz[0];

for (int i = 0; i < BIG_VAL; ++i)
{
    memcpy(points_xyz_ptr++, camera_space_points_ptr++, sizeof(CameraSpacePoint));
}

这是最有效的方法吗？

Answer 1

与往常一样，可读性和可维护性胜过其他问题。写下你的意思，不要修复不是问题的东西：在优化之前测量。

std::transform(camera_space_points, std::end(camera_space_points), points_xyz,
    [](auto c){
        return PointXYZ{c.X, c.Y, c.Z};
    });

这是您应该始终默认编写的内容。通过他们的assembly output 和quick benchmark，这几乎等同于memcpy 版本。

在一个更随意的说明中，优化器非常擅长对简单的代码进行微优化，例如复制一大块内存，手动优化几乎没有更好的。

Answer 2

另一种方法是确保复制 16 字节的块。这样，副本可以根据一次复制 16 个字节的指令进行更好的优化（没有任何周围的随机播放或其他不必要的复杂性），如果它们存在（它们存在于 x64 上，例如 Xbox One 和 PC，这会有所帮助）。 PointXYZs 将是 16 个字节，因此向它们写入 16 个字节就可以了。源具有 12 个字节的元素，因此每次以这种方式复制其中一个元素时，其中的下一个元素也有 4 个字节，它们最终在目标 PointXYZ 的填充中，将被忽略。 last CameraSpacePoint 后面不一定有 4 个可读字节，它可能在未映射/不可读的内存区域之前结束，因此我们需要小心不要进一步读取 - 除非该数组可以稍微扩展一点以保证内存存在。

例如：

auto dst = ::dst;
auto src = ::src;
for (int i = 0; i + 1 < BIG_VAL; ++i)
    std::memcpy(dst++, src++, 16);
// last point is special, since the src may not have 16 bytes left to read
std::memcpy(dst, src, sizeof(CameraSpacePoint));

（在godbolt）