动态数组？？？

不知道你是否听说过 C99 有一个动态数组的特性，也就是说，数组大小可以根据需要动态的变化。

我们都知道，在 C89 模式下，数组的声明只能是这样：

但到了 C99，数组的大小可以用变量代替，根据需要变化：

有些人为了尝鲜或者为了使用方便，可能会在程序中写上类似的代码。

一般情况下，代码运行很正常，没有一点问题。

但在运行时间需要严格控制的情况下，这段代码就不讲武（码）德了。

防出去了昂

我们都知道，嵌入式系统的一大好处就是运行时间可控，是实时的系统，所以它可以做一些高实时性的工作，比如控制、采样等。

就拿采样来说，一般都会要求采样率，比如 100Hz、10Hz，换算到时间单位，就是需要 10 毫秒、100毫秒读取一次数据，这个数据可能是内部寄存器（比如ADC），也可能是外部的器件通过 I2C、SPI等总线获取，而一般来说，这些总线的通信时间是稳定的、可控的。

但是有一天，你发现你的 SPI 驱动程序运行时间变得不再可控，它有时50us 完成一次数据的采集，有时需要 1 ms才完成，总之没有规律可循，唯一的规律就是，当系统全面开始工作时，这个时间大部分在 1 ms 以上，只有很少几次是几十微秒就完成了执行。

在 10 Hz 采样率下，1 ms 误差也不算太大，但当在 100 Hz采样时，时间误差就是 10%，不可忽略

你仔仔细细的查看了实现代码，发现就是简单的 SPI 通信，基本上都是判断、赋值操作，还有就是使用循环等待标志位（使用硬件 SPI），。

（或许你会怀疑循环等等标志代码导致了时间的不确定，但我的第一直觉告诉我不是它，因为 SPI 的通信时间是可控的（只要器件正常，从机一定会返回数据），STM32F1 系列的硬件 SPI 通信鱼鹰也用了五六年，不应该有问题才对）

这些我全部防出去了昂（甚至鱼鹰都考虑到线程执行可能受到中断的影响，特地在问题代码执行期间禁止了中断）。

没办法，我只能停停，放下源码本身的分析，拿出了杀手锏：《》开始对问题代码进行时间测量。

有备而来

经过几番测量，很快昂，定位到类似下面的代码：

发现竟然在52到57行之间花费了大量时间。就一些局部变量的定义，唯一和传统写法不同的是使用了动态数组，怎么会花费这么多时间？

按照传统写法，这里应该使用固定大小的数组。

我大意了啊，没有闪，当时移植这份代码的时候就留意到了这个另类写法，当时还特地看了一下实现，但最终还是栽在了这里。

这段代码是乱打（写）的吗？他可不是乱打（写）的，格式清晰、移植方便、还有各种异常处理，明显有备而来。

来、骗，来、偷袭我这经验丰富的老同志。

这好吗？这不好，我劝他耗子尾汁。

寻根问底

事实上，如果对时间要求不是很高的话，这段代码不会有任何问题，它的基本读取功能是没有任何问题的，只是说它的执行时间很不稳定，有的时候几十微秒就可以执行完毕，有时候可能需要几毫秒时间，还有极端的可能是直接死机（Hardfault）！

那么动态数组是如何实现的，或者说它的本质是什么呢？

本质就是使用 malloc 函数申请堆空间（在 rt-thread 中又会调用 rt_malloc），然后在离开函数前使用 free 函数释放堆空间。

可以查看汇编确认：

看到这里，你也就知道为什么会出现之前的现象了吧。

系统未完全运行前，很少有线程申请堆空间，所以执行时间比较稳定，因为它能快速的找到合适的内存块，一旦系统里所有线程正式工作了，涉及到大量的内存申请与释放，有大量的内存碎片，也就不容易找到合适的内存，这样执行时间也就不稳定了，这对于实时要求高的功能是一个灾难。

所以，如果你的功能不要求实时性的话，使用动态数组是可以的，一旦你的功能要求实时性，那么使用静态数组才是更好的选择（如果使用静态数组，一定要注意使用范围，最好加上断言机制），如果代码是在中断执行，rt-thread系统中，则必须使用静态数组，否则 rt_malloc 无法正常执行（断言失败）。

你防住了吗？

-THE END-

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每周一更单片机知识

ID ：emOsprey 动态数组？？？ 不知道你是否听说过 C99 有一个动态数组的特性，也就是说，数组大小可以根据需要动态的变化。 我们都知道，在 C89 模式下，数组的声明只能是这样： 但到了 C99，数组的大小可以用变量代替，根据需要变化： 有些人为了尝鲜或者为了使用方便，可能会在程序中写上类似的代码。 一般情况下，代码运行很正常，没有一点问题。 但在运行时间需要严格控制的情况下，这段代码就不讲武（码）德了。 防出去了昂 我们都知道，嵌入式系统的一大好处就是运行时间可控，是实时的系统，所以它可以做一些高实时性的工作，比如控制、采样等。 就拿采样来说，一般都会要求采样率，比如 100Hz、10Hz，换算到时间单位，就是需要 10 毫秒、100毫秒读取一次数据，这个数据可能是内部寄存器（比如ADC），也可能是外部的器件通过 I2C、SPI等总线获取，而一般来说，这些总线的通信时间是稳定的、可控的。 但是有一天，你发现你的 SPI 驱动程序运行时间变得不再可控，它有时50us 完成一次数据的采集，有时需要 1 ms才完成，总之没有规律可循，唯一的规律就是，当系统全面开始工作时，这个时间大部分在 1 ms 以上，只有很少几次是几十微秒就完成了执行。 在 10 Hz 采样率下，1 ms 误差也不算太大，但当在 100 Hz采样时，时间误差就是 10%，不可忽略 你仔仔细细的查看了实现代码，发现就是简单的 SPI 通信，基本上都是判断、赋值操作，还有就是使用循环等待标志位（使用硬件 SPI），。 （或许你会怀疑循环等等标志代码导致了时间的不确定，但我的第一直觉告诉我不是它，因为 SPI 的通信时间是可控的（只要器件正常，从机一定会返回数据），STM32F1 系列的硬件 SPI 通信鱼鹰也用了五六年，不应该有问题才对） 这些我全部防出去了昂（甚至鱼鹰都考虑到线程执行可能受到中断的影响，特地在问题代码执行期间禁止了中断）。 没办法，我只能停停，放下源码本身的分析，拿出了杀手锏：《》开始对问题代码进行时间测量。 有备而来 经过几番测量，很快昂，定位到类似下面的代码： 发现竟然在52到57行之间花费了大量时间。就一些局部变量的定义，唯一和传统写法不同的是使用了动态数组，怎么会花费这么多时间？ 按照传统写法，这里应该使用固定大小的数组。 我大意了啊，没有闪，当时移植这份代码的时候就留意到了这个另类写法，当时还特地看了一下实现，但最终还是栽在了这里。 这段代码是乱打（写）的吗？他可不是乱打（写）的，格式清晰、移植方便、还有各种异常处理，明显有备而来。 来、骗，来、偷袭我这经验丰富的老同志。 这好吗？这不好，我劝他耗子尾汁。 寻根问底 事实上，如果对时间要求不是很高的话，这段代码不会有任何问题，它的基本读取功能是没有任何问题的，只是说它的执行时间很不稳定，有的时候几十微秒就可以执行完毕，有时候可能需要几毫秒时间，还有极端的可能是直接死机（Hardfault）！ 那么动态数组是如何实现的，或者说它的本质是什么呢？ 本质就是使用 malloc 函数申请堆空间（在 rt-thread 中又会调用 rt_malloc），然后在离开函数前使用 free 函数释放堆空间。 可以查看汇编确认： 看到这里，你也就知道为什么会出现之前的现象了吧。 系统未完全运行前，很少有线程申请堆空间，所以执行时间比较稳定，因为它能快速的找到合适的内存块，一旦系统里所有线程正式工作了，涉及到大量的内存申请与释放，有大量的内存碎片，也就不容易找到合适的内存，这样执行时间也就不稳定了，这对于实时要求高的功能是一个灾难。 所以，如果你的功能不要求实时性的话，使用动态数组是可以的，一旦你的功能要求实时性，那么使用静态数组才是更好的选择（如果使用静态数组，一定要注意使用范围，最好加上断言机制），如果代码是在中断执行，rt-thread系统中，则必须使用静态数组，否则 rt_malloc 无法正常执行（断言失败）。 你防住了吗？ -THE END- 每周一更单片机知识