STM32 SRAM 数据结构优化：提升嵌入式系统性能，解锁数据处理新境界

# 1. STM32 SRAM 数据结构基础**

**1.1 SRAM 数据结构概述**

SRAM（静态随机存取存储器）是一种易失性存储器，在断电时会丢失数据。在嵌入式系统中，SRAM 通常用于存储程序代码和数据。数据结构是组织和存储数据的有效方式，在 STM32 系统中尤为重要，因为它可以优化内存使用并提高性能。

**1.2 常见数据结构类型**

常见的 SRAM 数据结构类型包括：

- 数组：一种线性数据结构，元素按顺序存储。
- 链表：一种非线性数据结构，元素通过指针连接。
- 树形结构：一种分层数据结构，元素通过父节点和子节点连接。

# 2. 数据结构优化技巧

### 2.1 数组优化

数组是一种线性数据结构，具有连续的内存空间和快速索引访问的特点。然而，在嵌入式系统中，数组的优化对于性能至关重要。

#### 2.1.1 数组内存分配优化

**内存分配策略：**

- **静态分配：**在编译时分配固定大小的数组，避免动态分配的开销。
- **动态分配：**在运行时根据需要分配数组，但会引入内存碎片化问题。

**内存对齐：**

- 确保数组元素与处理器字长对齐，以提高数据访问效率。
- 使用 `__attribute__((aligned(n)))` 宏来指定对齐方式，其中 `n` 为对齐字节数。

#### 2.1.2 数组访问优化

**范围检查：**

- 在访问数组元素时进行范围检查，防止数组越界。
- 使用 `assert()` 或 `if` 语句来检查索引是否有效。

**指针访问：**

- 使用指针访问数组元素，可以避免数组拷贝的开销。
- 确保指针指向有效的数组内存区域。

**代码示例：**

// 静态分配一个对齐为 4 字节的数组
int array[10] __attribute__((aligned(4)));

// 范围检查
if (index >= 0 && index < 10) {
  array[index] = value;
}

// 指针访问
int *ptr = array;
*ptr++ = value;

### 2.2 链表优化

链表是一种动态数据结构，由一组节点组成，每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。链表的优化可以提高插入、删除和查找操作的效率。

#### 2.2.1 单向链表优化

**哨兵节点：**

- 在链表的头部添加一个哨兵节点，简化插入和删除操作。
- 哨兵节点不包含实际数据，仅用于标记链表的开始和结束。

**循环链表：**

- 将链表的最后一个节点指向第一个节点，形成一个循环。
- 循环链表可以避免遍历链表时出现空指针问题。

#### 2.2.2 双向链表优化

**双向指针：**

- 每个节点不仅包含指向下一个节点的指针，还包含指向前一个节点的指针。
- 双向指针可以提高反向遍历和删除操作的效率。

**虚拟头尾节点：**

- 在双向链表的头部和尾部添加虚拟头尾节点，简化插入和删除操作。
- 虚拟头尾节点不包含实际数据，仅用于标记链表的边界。

**代码示例：**

// 单向链表哨兵节点
struct node {
  int data;
  struct node *next;
};

struct node *head = NULL;  // 哨兵节点