Cavr-gcc是带有类和new / delete的C-在微控制器上不为非实例化类分配内存的最佳方法

问题描述

我有各种不同的PCB，每个PCB都带有一个使用avr-gcc / C编译器的AtMega2560微控制器（使用Arduino 1.8.12编译器，该类具有new，delete但没有vector等类）。我的固件对于所有PCB都是相同的，这非常好，因为单个EEPROM字节允许PCB选择其类型，并且所有PCB都可以使用相同的固件运行。但是我遇到了内存问题，并且不想为非实例化的类分配内存。例如，两种不同类型的PCB可能具有较大的阵列，这些阵列针对不同的信息有不同的分配：

voltateOutputPcb.h:
Class voltateOutputPcb
     uint8_t outputVoltages[1000];

temperaturePCB.h:
Class temperaturePCB
     uint32_t temperatureSensorReading[200];

用法很漂亮。要获得第100个（索引为0的）outputVoltages_array元素：

uint8_t 100thSensorValue = outputVoltages[100];

选项1：在构建期间使用指针分配内存

如果选择这两个类的代码都使用#include，则两个大数组都将在编译时分配到堆栈上。我只想分配实际上将要实例化的那个的内存。一种方法是分配一个指针，并在构造函数中使用new创建数组：

voltageOutputPcb.h:
Class voltateOutputPcb
     uint8_t *outputVoltages_array;

voltageOutputPcb.cpp constructor:
outputVoltages_array = new uint8_t[1000];

但是用法有点丑陋，并可能导致将来的错误。获取第100个outputVoltages_array元素：

uint8_t 100thSensorValue = *(outputVoltages_array+100);

选项2：单独的代码版本

另一个选择是制作一个不同的固件编译版本，以便每个PCB都包含所需的#h文件。这将是一个手动过程，需要进行多次编译并保存每个不同的输出文件。这也不是理想的选择，因为只有一段代码并在运行时选择详细信息真是太好了。

选项3：共享内存

有一个大的内存空间可以在不同的实例之间分配，这是一个选择……但是在这里不是一个很好的选择，因为内存用于不同的事物。在这种情况下，我觉得这不如上面的选择1。

有更好的方法吗？

是否有更好的方法在构造上动态分配内存？是否有较少的手动方式来有条件地仅包含我想要的内容？

其他一些相关链接：

Forward Declaration vs Include

Regarding C++ Include another class

Including .cpp files

Static array vs. dynamic array in C++

解决方法

我会考虑使用union。像这样：

struct PcbCommon
{
    char pcbName[32];
    unsigned version;
    char sn[200];
    uint8_t some_big_common_array[100];
    ...
};

struct PcbA
{
    uint8_t some_big_array_specific_to_PCB_A[1000];
    ...
}

struct PcbB
{
    uint8_t some_big_array_specific_to_PCB_B[500];
    ...
}

struct Pcb
{
    struct PcbCommon common;
    union
    {
        struct PcbA pcbA;
        struct PcbB pcbB;
        ...
    } u;
};

这样，您分配的内存将永远不会超过最需要内存的PCB需求。实际上，您将始终分配最需要内存的PCB所需的资源，但是您必须“处理”该PCB，这不成问题。

p.s。我会避免使用new/delete，因为在受内存限制的小型嵌入式系统上很难动态分配内存。

c c++microcontroller