C++ STL数据结构对齐、算法向量化答案

【问题标题】：C++ STL data structure alignment, algorithm vectorizationC++ STL数据结构对齐、算法向量化
【发布时间】：2011-01-03 03:26:20
【问题描述】：

有没有办法强制 STL 容器对齐到特定字节，也许使用 attribute((aligned))？目标编译器不是 Microsoft Visual C++。

哪些库（如果有）提供具有特定显式矢量化的 STL 算法的专用模板，例如上证所。我感兴趣的编译器是 g++、Intel 和 IBM XL。

【问题讨论】：

标签： c++ stl alignment vectorization

【解决方案1】：

使用 STL 容器，您可以通过可选的模板参数提供自己的分配器。我不建议从头开始编写整个分配器，但是您可以编写一个只是 new 和 delete 的包装器，但要确保返回的内存满足您的对齐要求。（例如，如果您需要具有 16 字节对齐的 n 字节，则使用 new 分配 n + 15 字节并返回指向该块中第一个 16 字节对齐地址的指针。）

但是将对齐属性添加到元素类型可能就足够了。这超出了标准的范围，因此您必须检查编译器文档并尝试一下。

【讨论】：

【解决方案2】：

您需要传递一个自定义分配器。你可以很容易地在std::allocator 上构建一个：

template <typename T, size_t TALIGN=16, size_t TBLOCK=8>
class aligned_allocator : public std::allocator<T>
{
public:
     aligned_allocator() {}
     aligned_allocator& operator=(const aligned_allocator &rhs){
         std::allocator<T>::operator=(rhs);
         return *this;
     }

     pointer allocate(size_type n, const void *hint){
         pointer p = NULL;
         size_t count = sizeof(T) * n;
         size_t count_left = count % TBLOCK;
         if( count_left != 0 )
         {
             count += TBLOCK - count_left;
         }
         if ( !hint )
         {
             p = reinterpret_cast<pointer>(aligned_malloc(count,TALIGN));
         }else{
             p = reinterpret_cast<pointer>(aligned_realloc((void*)hint,count,TALIGN));
         }
         return p;
     }

     void deallocate(pointer p, size_type n){
         aligned_free(p);
     }

     void construct(pointer p, const T &val){
         new(p) T(val);
     }

     void destroy(pointer p){
         p->~T();
     }
};

这里唯一缺少的是aligned_malloc、aligned_realloc 和aligned_free。您要么需要自己实现它们（应该不会那么难），要么在互联网上找到它们的版本（我在OGRE 引擎中至少看到过一个）。

【讨论】：

@Anycorn，你有没有实现过这个？在这里完成 Kornel Kisielewicz 的示例似乎很棒，因为我在网上其他任何地方都没有看到这样的好示例。
@kornel-kisielewicz 在我看来，C++17 std::aligned_alloc should do the trick 应该可以与 std::free() 和 std::realloc() 一起使用。

【解决方案3】：

您已经得到了一些很好的答案，但似乎值得补充的是，C++ 0x 包含一个 std::align()，这应该会使这样的事情更容易实现。

【讨论】：

有没有在某处使用这个作为分配器的例子？

【解决方案4】：

您需要一个返回对齐存储的自定义分配器。这应该可以解决你的问题。

【讨论】：

【解决方案5】：

您可以使用boost::alignment::aligned_allocator，而不是编写自己的分配器，如suggested before。

【讨论】：