[ ⑨ ] PADDING

[kirimaru73 (霧丸)]

相信各位對PAD這個詞都不陌生，但是，你真的了解PAD的意義嗎？

在電腦資料處理上，PAD是一個十分重要的行為。
實際敘述上，則會以英文動名詞的詞性來表示，也就是PADDING。

PADDING並非永遠是必要的手段，但在需要時絕對少不了他。
簡單說，PADDING是一種利用少許空間，來換取美觀與實用的行為。

假設我們有如下的數筆資料：

      73
 ┌────┐
  　咲夜１  
    咲夜２  
  　咲夜３  
  　咲夜４  

所有咲夜的長度都是相等的，73cm......嗯抱歉，應該說是位元組。
73公....位元組在某些情況下，是一個既不美觀，又不實用的數字。
當然，這並非永遠如此，在某些場合中73仍然是很實用的。

會讓資料不實用的原因之一，與電腦讀取資料的方式有關。
當上述資料並排在一起存放時，各筆資料的開始與結束位置如下：

  0        73      146      219
 ↓        ↓       ↓       ↓
    咲夜１  　咲夜2  　咲夜3  　咲夜4  

然而，電腦在讀取資料時有一個性質：
「一次讀取的資料量，以及讀取的開頭位置，必須為特定單位的倍數。」

由於電腦是使用二進位法，所以這個單位就是二的某次方，例如16。

所以，當電腦在讀取咲夜1這筆資料時，從0到64的部分是比較沒有問題的。
但是從64到73這一部分卻無法簡單地一個動作讀取完成。
當然，電腦還是做的到這件事情。
只要讀取64到80的部分，也就是咲夜1的結尾和咲夜2的開頭，
再把不需要的部分忽略掉，就可以獲得所需要的資料。
但是這種較複雜的動作，也會花費比較多的時間。
因此，追求程式計算速度的人會盡量避免這種情形。

如果需要直接讀取任一筆資料，情況會變得更複雜。
例如，現在需要咲夜2這一份資料，也就是73到146這一段。
因為73不是16的倍數，所以電腦必須從64開始讀取。
又因為64到146這一部分的長度是82，也不是16的倍數，
所以電腦必須從64一口氣讀取到160，再去頭去尾才能取得所需要的資料。

PADDING的目的之一，就是為了解決這種麻煩。
我們只要將所有咲夜都加上長度為7的PAD，讓她們的長度都變成80：

      73      7
 ┌────┬─┐
    咲夜１  PAD 
  　咲夜２  PAD 
    咲夜３  PAD 
    咲夜４  PAD 

這樣並排在一起的咲夜就會變成下面這樣：

  0            80          160          240
 ↓            ↓           ↓           ↓
    咲夜１  PAD 　咲夜2  PAD 　咲夜3  PAD 　咲夜4  PAD 

如此一來，不管是讀取任何一筆資料，開始和結束都會是16的倍數。
用想像的也很容易理解：80這個數字，不管怎麼說都比73好看多了。

這就是PADDING的精髓：犧牲一點空間，換取相對划算的美觀與實用性。

值得一提的是，PADDING是一種依個人需求自行安排的行為。
所以PAD的大小並不是一個固定值，而是依不同需求而決定的。

在上面的例子中，假設電腦讀取資料時有16這個單位長度的限制。
但是對於不同的資料讀取指令來說，這個長度也可能是其他的數值。
但無論如何，他們一定是2的某次方。

如果今天的單位長度限制是32，那上面的PAD就不夠用了。
但是沒關係，只要改變PAD的大小就可以了：

      73      23
 ┌────┬──┐
    咲夜１   PAD  
  　咲夜２   PAD  
    咲夜３   PAD  
    咲夜４   PAD  

這樣一來，咲夜的長度變成了96。32的限制就輕鬆解決了。
而且96這個數字豈止是實用而已，光是想像就讓人興奮啊。

當然，PAD對於原資料而言是多餘的部分。
過大的PAD會讓資料存放多出額外的需求空間。
在這個時候，PADDING的效益是否能夠彌補空間上的犧牲，
就是一個要好好考慮，甚至進行實驗來做決定的問題了。

除了電腦讀取資料的限制之外，還有另外一個PADDING的理由：
「這筆資料必須被拿來執行某個動作，
  但是，該動作要求資料的長度一定要是某個數值。」

如果今天有一個人跟你說，73、80、96這種長度都不夠看，一定要128這種數字才行。

可想而知，這應該是某種狂熱巨乳中毒症狀。
(Frantic F-cup Toxication，簡稱FFT)

為了滿足這種特殊需求，PAD的大小就會相當驚人：

      73       55
 ┌────┬───┐
    咲夜１    PAD   
  　咲夜２    PAD   
    咲夜３    PAD   
    咲夜４    PAD   

這種狀況通常都是無法選擇的。
資料讀取限制只是會讓你多花一點時間，但特殊動作的限制多半都是毫無彈性。
你要不就是犧牲大量空間，要不就是放棄FFT這種動作。

因此，PADDING絕對不只是一個笑點而已。
它是一個非常重要，甚至可以說是神聖的行為。

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 1.161.195.101
推 makoto888:看不懂的我算是正常嗎？
推 ljkl8mklmo:看到padding就想到css的padding...這算是職業病嗎orz
推 KaguyaNEET:我只想到pudding...
推 hikaru677:資工推
推 YakumoRan:完全可以理解...
→ apaapa:奇怪我大學到底在學什麼 orz 看得懂可是沒印象
※ 編輯: kirimaru73      來自: 1.161.195.101        (05/23 22:17)
推 Dino60128:www
→ NightDream08:.....你明天要考計組期中考對吧
推 synparabola:XDDDDDDDDDDDDD
推 NightDream08:還有我覺得這篇TAG改成⑨比較對(?)
推 chang101w:寫的太好了
推 TundereAlice:原來如此，人家完全看不懂 ￣▽￣|||
→ apaapa:原來是計組，難怪我沒印象www (差點被當)
推 end81235:資工推！
推 yshinri:我看到 FFT 大笑 XDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD
推 zaoa3345678:狂熱巨乳
推 ab95687:只覺得某人會很火並且準備大量飛刀XDD
推 ParseeM:(笑倒地
推 boonone:非理工科系看的懂...但是卻有莫名的喜感XD
推 pairslipper:懂一點但這也太wwww
推 martintp6:資工人推
推 Frodera:好煩XDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD
推 a3602611:推解惑(重點錯
※ 編輯: kirimaru73      來自: 123.50.53.228        (05/24 11:42)
推 ShadowIVII:舉73cm  不對  73bit也太過份了  XDDDD
推 LGA2011:資工人推+1
推 roycsw:沒上過計組，不過完全可以理解XDDDDDD
推 Anauma:資工推XD"
推 elfswordsman:太神了XD
推 iamnotgm:推FFT
推 komani131990:73+7!!! 73+7!!! 73+7!!! 73+7!!! 73+7!!! 73+7!!!
推 newest:我已經相信你了XDDDDDDDDDDDDD  73還是比某72大啦
推 YakumoRan:下次用阿空來講解核能系統...
推 soem:資工人推...XD
推 chuegou: 朝聖一下 這裡是哪裡阿...