c - C : stack or global variable? 中的 RAM 优化

Question

我正在向我用 C 编写的相当大的项目添加(还)另一个子模块，我想在我拥有的小处理器上运行它。现在我想知道:我的新模块很小，但它需要在每个周期堆积相当多的中间信息才能计算它的内容。我创建了一个数据结构来保存所有这些中间数据，这就是我想知道的:

• 我可以简单地在我的模块源文件中创建这个数据结构的全局实例，在我的模块的任何地方随时可用。但这意味着此中间数据​​大小的 RAM 占用是恒定的，即使在其他模块正在运行时也是如此。那是我最初拥有的，无论如何都不是最优的。
• 我可以在更新周期开始时创建此数据结构的本地实例，并始终将指向它的指针传递给每个函数。但从编码的角度来看(长函数原型(prototype))这很糟糕，这意味着每次我调用另一个函数时，我都必须在堆栈顶部添加该指针的另一个副本(对吗？)
• 我还可以创建一个全局变量(作用域为我的模块)，它只是一个指向我的中间数据的指针。这意味着一个 8 位整数一直在那里(即使所有模块都在运行)，但不会更多。然后可以从模块中的任何位置访问数据，而无需堆栈开销和长函数原型(prototype)。

关于我的系统的一些信息:模块一个接一个地运行，重新进入只是为了获得结果，而不是执行进一步的计算。中间数据实际上只在每个模块的更新调用期间才需要，而且它们总是以相同的顺序出现。

哪种解决方案最好？在哪个灯下？编译器在哪里发挥作用？这里有什么我不知道的一般内存机制吗？

预先感谢您的澄清!

Answer 1

这在很大程度上取决于您使用的系统类型，以及最重要的执行速度或内存消耗。我会假设“小处理器”是指微 Controller 。您没有提到重新进入，所以我认为这不是问题。

在那种情况下，如果您认为具有文件作用域结构会浪费内存，那您只是在自欺欺人。因为您总是必须针对最坏的情况进行设计，而这里最坏的情况是调用需要使用该结构的函数时。届时，最坏情况下的总内存消耗将涉及该结构，并且无论该结构是在文件范围内还是在堆栈上分配，它总是相同的。

如果你没有足够的内存来处理最坏的情况，那么世界上没有任何分配方法可以拯救你。 “暂时保存一些内存”没有任何意义。在不运行最坏情况时节省一些内存是无关紧要的。您仍然需要有足够的内存来应对最坏的情况——要么有，要么没有。

因此，最好的选择是将结构保留在文件范围内，因为这不会影响内存消耗，但可以节省执行时间。

如果您的模块需要线程安全或允许多个实例，那就完全是另一回事了。