在高性能計算中，更好的做法是：將數據結構傳遞給一個函數或一組變量？

Question

想象一下，我有一個結構，其中包含一組描述一個對象的變量，該對象在我的情況下是一個網格。 我想知道，如果我有一個僅使用網格子集的函數，下面的computational_kernel函數的兩個變體是否存在性能差異。 內核是相同的，只是傳遞結構的內核必須在完成大量計算之前從結構中提取itot ， jtot和ktot 。

struct Grid
{
    int itot;
    int jtot;
    int ktot;

    int not_used_in_kernel1;
    int not_used_in_kernel2;
    int not_used_in_kernel3;
    int not_used_in_kernel4;
}
Grid grid;

// Code that initializes the grid values...

// Variant 1
computational_kernel(double* array1, double* array2,
                     const int itot, const int jtot, const int ktot);

// Variant 2
computational_kernel(double* array1, double* array2,
                     const Grid& grid);

Answer 1

我認為通過結構體可以更好地保持代碼。 如果將新字段添加到網格中，則只需更改功能。 但是傳遞一組變量，您將不得不更改函數以及對該函數的每次調用。

Answer 2

如果computational_kernel是一個在內部執行大量工作並且被調用幾次的函數，則這兩個版本之間的差異是無限的。 第二個版本僅具有解引用3個值的額外開銷，而其余版本則相同，因此您大概必須在調用第一個版本之前進行此類反引用。

出於緊湊性原因，我肯定會使用第二種形式：如果要定義面向對象的數據結構，請以這種方式使用（更好的封裝）。

Answer 3

我要說的是，像在第二個變體中那樣傳遞對結構的引用可能會更有效。 在第一個變體中，調用者將需要將3個int變量壓入堆棧，而在第二個變體中，其只需壓入一個對結構的引用（指針）並在其中進行操作。 如果要傳遞三個以上的變量，則對性能的影響當然更大。