配列のストライド

コンピュータプログラミングでは、配列のストライド(増分、ピッチ、またはステップサイズとも呼ばれる) は、連続する配列要素の先頭間のメモリ内の位置の数であり、バイト単位または配列の要素のサイズ単位で測定されます。ストライドは要素のサイズより小さくすることはできませんが、要素間に余分なスペースがあることを示すために、大きくすることができます。

各要素のサイズとまったく同じサイズのストライドを持つ配列は、メモリ内で連続しています。このような配列は、ユニットストライドを持つと言われることがあります。ユニットストライド配列は非ユニットストライド配列よりも効率的な場合がありますが、キャッシュの効果と使用されるアクセスパターンによっては、2D 配列または多次元配列では非ユニットストライド配列の方が効率的な場合があります。^[^要出典^{]これは、}局所性の原則、特に空間局所性によるものです。

非単位ストライドの理由

配列のストライドは、少なくとも次の 2 つのケースで、要素のバイト幅よりも大きくなる可能性があります。

重複する並列配列

一部の言語では、構造体の配列を非ユニットストライドの重複した並列配列として扱うことができます。

#include <stdio.h> 

構造体MyRecord { int値; char *テキスト; };  
     
     


/** 指定されたストライドで int 配列の内容を出力します。int
    はオーバーフローする可能性があるため、size_t が正しい型であることに注意してください。 */ 
void print_some_ints ( const int * arr , int length , size_t stride ) { int i ; printf ( "Address \t\t Value \n " ); for ( i = 0 ; i < length ; ++ i ) { printf ( "%p \t %d \n " , arr , arr [ 0 ]); arr = ( int * )(( unsigned char * ) arr + stride ); } }       

     
    
          
          
               
    


int main ( void ) { int ints [ 100 ] = { 0 }; struct MyRecord records [ 100 ] = { 0 }; 

       
        

    print_some_ints ( & ints [ 0 ], 100 , sizeof ints [ 0 ]); print_some_ints ( & records [ 0 ]. value , 100 , sizeof records [ 0 ]); 0を返す; }

この慣用句は、語呂合わせの一種です。

アレイ断面

PL/IやFortranなどの言語では、配列のクロスセクションと呼ばれる、より大きな配列から特定の列や行を選択することができます。^[1]^{: p.262} たとえば、2次元配列が次のように宣言されている場合、

 some_array  ( 12,2 )を固定として宣言します。

2番目の列のみで構成される1次元配列は次のように参照できます。

配列( * , 2 )

非ユニットストライドの多次元配列の例

非ユニットストライドは、特に画像に便利です。ピクセルデータをコピーせずにサブイメージを作成できます。Java の例:

public class GrayscaleImage { private final int width , height , widthStride ; /** ピクセル データ。この例では、単一行のピクセルは常に連続していると見なされます。 */ private final byte [] Pixels ; /** ピクセル内の最初のピクセルのオフセット */ private final int offset ;   
         
    
       
    
       

    /** 連続データのコンストラクター */ 
public Image ( int width , int height , byte [] Pixels ) { this . width = width ; this . height = height ; this . Pixels =ピクセル; this . offset = 0 ; this . widthStride = width ; }           
          
          
          
          
          
    

    /** サブセクション コンストラクター */ 
public Image ( int width , int height , byte [] colors , int offset , int widthStride ) { this . width = width ; this . height = height ; this . colors =ピクセル; this . offset = offset ; this . widthStride = widthStride ; }               
          
          
          
          
          
    

    /** この Image のサブ領域を新しい Image として返します。この画像と新しい画像は
        ピクセルを共有するため、返された画像への変更はこの画像に反映されます。 */ 
public Image crop ( int x1 , int y1 , int x2 , int y2 ) { return new Image ( x2 - x1 , y2 - y1 , colors , offset + y1 * widthStride + x1 , widthStride ); }              
                        
    

    /** 指定された座標のピクセル値を返します */ 
public byte getPixelAt ( int x , int y ) { return colors [ offset + y * widthStride + x ] ; } }

参考文献

^ ヒューズ、ジョーン K (1979)。PL /I 構造化プログラミング (第 2 版)。ニューヨーク: John Wiley and Sons。ISBN 0-471-01908-9。

[1] ヒューズ、ジョーン K (1979)。PL /I 構造化プログラミング (第 2 版)。ニューヨーク: John Wiley and Sons。ISBN 0-471-01908-9。