如何协调双数组问题与硬件Gather/Scatter指令的特性？

单数组的原始实现 #

原本我有一个统一类型的数组，每个元素存储同数组内目标元素的索引，直接通过索引就能获取目标数据，操作非常直接：

struct type_1 { float data; int target_index; };
struct type_1 first_array[1024];
first_array[0].target_index = 1; // 目标为数组内的索引1
int target_index = first_array[0].target_index;
float target_data = first_array[target_index].data;

使用Gather指令批量获取数据 #

这种单数组场景下，还能利用SIMD的Gather指令一次性获取4个float数据：

__m128i indices = _mm_setr_epi32(0, 1, 2, 3);
__m128 _mm_i32gather_ps((void *)first_array, indices, 8);

（注：我通常会采用纯SoA布局来执行这类Gather操作，但这并非本次问题的核心关注点）

拆分双数组后的引用问题 #

现在需要把数组拆分成两种不同类型的数组：

struct type_1 { float data; int target_index; };
struct type_2 { float data; int target_index; };
struct type_1 first_array[512];
struct type_2 second_array[512];

这里的问题是，target_index无法区分属于哪个数组，没法直接定位到目标元素。

当前想到的解决方案 #

我想到的办法是给每个结构体添加一个枚举类型，标记目标元素所在的数组，访问时通过分支判断来定位：

enum target_type { TYPE_1, TYPE_2 };
struct type_1 { float data;  int target_index; enum target_type target_type; };
struct type_2 { float data;  int target_index; enum target_type target_type; };
struct type_1 first_array[512];
struct type_2 second_array[512];
first_array[0].target_index = 1;     // 目标索引为1
first_array[0].target_type = TYPE_2; // 目标位于第二个数组
int target_index = first_array[0].target_index;
float target_data;

switch (first_array[0].target_type) {
case TYPE_1:  target_data = first_array[target_index].data;  break;
case TYPE_2:  target_data = second_array[target_index].data; break;
}

待解决的疑问 #

1. 有没有更简洁的实现方式来处理双数组的元素引用？
2. Gather/Scatter指令仅接受单个指针和一组索引，仅适用于单数组场景。拆分双数组后，该如何利用Gather指令？为什么这种简单的拆分会让这类SIMD指令完全失效？我是不是漏掉了什么关键点？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者aganm