Лучше ли использовать enum для цвета нежели struct?

Question

[Dyikot]

Для рендера цвета в SDL используется функция SDL_SetRenderDrawColor, у которой аргументы это рендер и 4 uint8_t (rgba).
Я использую enum и соответсвенно через switch выбириваю соответсвующие значения для rgba и передаю в функцию. Потом я узнал что у SDL есть struct SDL_Color с 4 атрибутами rgba.
И вот случайно узнав что через visual studio можно посмотреть size и alignment каждой структуры данных. Я узнал что у enum size = 4, alignment = 4; а у SDL_Color size = 4, alignment = 1. Как я понимаю через выше aligment тем лучше?
Так вот сам вопрос: продолжать использовать enum для хранения и когда надо отрисовать через switch выбирать значения rgba или использовать SDL_Color и просто подставлять артибуты в функцию и потенциальный прирост производительности не столь значительный?

Answer 1

[res2001]

Как я понимаю через выше aligment тем лучше?

Нет. Это бред. Тут не применимы термины лучше/хуже.

Alignment (выравнивание) - это просто свойство типа данных.
enum по умолчанию имеет тип int, соответственно и все его свойства наследуются. В С++ (с версии 17, если не ошибоаюсь) можно самому выбрать тип enum. Для выравнивания обычно действует простое правило - тип должен быть выровнен в памяти на границу кратную его размеру. Например у int размер 4 байта (обычно), и выравнивание должно быть по границе 4 байт. у char/uint8_t - размер 1 байт, соответственно ограничений по выравниванию нет, т.е. выравнивание по границе байта. Тип SDL_Color - это, видимо, структура, состоящая из 4 uint8_t (или что там в SDL используют для unsigned char), выравнивание для структуры берется из типа ее первого поля (если аттрибутами не задано другое).
Используй типизированный в uint8_t enum и будет тебе счастье.
https://en.cppreference.com/w/cpp/language/enum

Кстати, выравнивание, это не ограничение С++ - это ограничение процессора на аппаратном уровне. Правда почти все современные процессоры уже не имеют этого ограничения и нормально жуют не выровненные типы, но при этом операции выполняют медленнее, чем с выровненными. Фактически процы просто научились "маскировать" это ограничение. Поэтому ограничение в языке осталось.
К тому же все еще есть процессоры, где требование выравнивания действует, но это в основном что-то из разряда микроконтроллеров. На таких процессорах использование не выровненных типов приводит к ошибке шины и вылету программы.
Обычно тебе не нужно думать про выравнивание, т.к. компилятор об этом позаботится за тебя. Но бывают ситуации, когда программист должен это учитывать. Например когда ты читаешь поток бинарных данных из сети или из файла, и данные в потоке - это что-то сложнее, чем байты и символы.

Comments

[jcmvbkbc]

выравнивание для структуры берется из типа ее первого поля

выравнивание структуры -- это максимальное из выравниваний её полей.

Answer 2

[CityCat4]

Вообще говоря, вкусовщина. align 4 означает выравнивание на границу слова, если там данных один байт, три пропадает. align 1 - никакого выравнивания, данные идут друг за другом. Но эффект (в виде разницы в требовании памяти) будет проявляться только при большом количестве обьектов данного типа (миллионы единиц).

Answer 3

[Wataru]

Без разницы. Используйте то, что логичнее смотрится в коде. Разницу в производительности, во-первых, вы получите лишь в очень специфичных случаях (при передаче в функцию enum скорее всего окажется в регистре, а вот структура полезет на стек. В итоге enum окажется быстрее), во-вторых, только если читать вы будете миллионы стркутур. И то, вам должно не повезсти с кешем процессора и префетчером.

Так что париться вот тут о производительности не стоит. Ваша интуиция скорее всего не верна. Выбор должен быть с точки зрения дизайна и читабельности кода, а не вот этой вот оптимизации.

Answer 4

[Mercury13]

Разрешите вмешаться. Штатное процессорное выравнивание — 8 на x64.

Выравнивания ниже штатного иногда увеличивают, чтобы одним махом обрабатывать несколько полей. Например, для умножения цветов в формате RGB на x86 кто-то одним махом множил R и B, а вторым — G. Но при этом для производительности цвет должен иметь выравнивание 4.

Выравнивания выше используют только для хитрых системных целей: выйти за строку кэша, работать с железом, которому такое выравнивание нужно, иногда для оптимизации: улучшенный Doom грузил таблицы преобразования цветов по адресам, кратным 64K, и собственно в EDX грузил адрес, в DH цвет фона, в DL цвет изображения — и получал в EDX указатель на новый цвет.

Касательно SDL — они в этой функции хотели абстрагироваться от формата цвета (RGB или BGR).

С enum — всё больше зависит от архитектуры проги: например, вы можете абстрагироваться от реальных значений цветов и иметь цвета «фон», «передний план», «рамка таблицы», «хороший», «плохой». Разница в производительности невелика.