使用位字段保存内存

Using Bit Fields to save memory

本文关键字：保存内存字段更新时间：2023-10-16

我目前正在大学里启动一个关于ps3的项目，我们对代码的优化程度进行了评分。

我和我的合作伙伴一直在研究比特字段，因为我们处理的是0到255之间的数百万个数字。我们认为，如果我们可以将4个整数打包到4个字节（典型的整数大小的内存块）中，而不是只有一个，那么我们就可以将使用的内存减半。我们认为处理数据是我们能做出的最大优化之一，我们正在调查一切。这么麻烦值得吗？就编辑int而言，这似乎是一件很难处理的事情。我们还存在这样的问题，即理想情况下，我们需要取决于数字的不同比特字段，因为多达255需要9个比特，但大多数不需要这么多比特。

然后，我们还可以将数据快速传递给spu处理器，并有望在代码中引入并行性时看到巨大的改进。

如注释所述：

"优化通常是速度和空间之间的权衡。位字段可以节省空间，但处理速度比整数慢。"

由于的几个原因，很少使用位字段

它们操作起来很复杂，而且往往不会在内存使用方面产生巨大的节约。如果您的值足够小，可以保证有一个位字段，那么char应该能胜任这项工作，char中的8位与32的int_32相比，不会增加访问数据的开销
它们是特定于实现的-小心

一般经验法则：

让它发挥作用
- 如果速度较慢，请使其工作得更快
- 如果太大，请使其更紧凑

（注意，如果你知道要存储什么，你可以提前估计大小。在你开始优化缓存线（速度和内存都有一点）之前，只要它"合适"，你可能会在内存使用情况上打勾）

仅供参考，位字段最常见的用法是将数据打包到为传输而设计的数据结构中。这只是我能找到的第一个例子

您只需要来自<cstdint> C++标头（或C99中的<stdint.h>）的int8_t（有符号）或uint8_t（无符号）8位整数。无需使用位字段（这些字段不可启动、速度慢且不易使用，例如，您无法获取它们的地址或引用）。

对于并行矢量处理，也可以考虑OpenCL和OpenMP，最终考虑OpenACC。最好使用最新的编译器，它也支持C++11。请注意，SPU是非常特定于硬件的。

^{根据您的应用程序，您可能会对SPU的实际性能感到有点失望，而OpenCL、OpenMP或OpenACC都不是银弹。Parallelism很难}