В общем история имеет продолжение, в llvm существует класс реализующий такой паттерн:
https://llvm.org/doxygen/TrailingObjects_8h.html

Сама идея тривиальна, давайте вместо аллокации под структуру с указателями и отдельными аллокациями на каждый массив сделаем одну большую аллокацию под все массивы + структуру.
Получим 1 аллокацию вместо н + 1, плюс уменьшаем уровень косвенности для доступа к массивам. В llvm написали обертку за которой скрыли вычисления размера аллокации и соответственно адреса по которым валидно обращаться, с учётом выравнивания.

В си для одного массива такое сделать попроще, называется flexible array member.

Лично я к сожалению костылил для одного конкретного кейса такое и не делал общего паттерна, круто если кто-то знает/сделает хорошую опенсурс мит реализацию, мне кажется довольно популярный и красивый кейс.