Pointers and Memory Efficiency (포인터와 메모리 절약)
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Pointers and Memory Efficiency (포인터와 메모리 절약)

1. 포인터란?

메모리 주소를 저장하는 변수
예시:

int a = 10;
int* p = &a;  // p는 a의 주소를 저장

`p` 자체에는 주소가 들어있음
`*p`를 하면 그 주소가 가리키는 값(예: 10)을 읽거나 수정할 수 있음

2. 배열과 포인터의 관계

배열 이름은 배열 첫 원소의 주소와 같음
예시:

char str[] = "Piano";
char* p = str;  // p == &str[0]

차이점:
- `str`은 상수 주소 (다른 곳을 가리킬 수 없음)
- `p`는 다른 문자열을 가리킬 수 있음

3. 문자열 저장 방식 비교

(1) 2차원 배열 (비효율적)

char names[3][12] = {"Piano", "Guitar", "Violin"};

모든 문자열이 고정 크기(12바이트)를 차지
남는 공간은 낭비
전체가 SRAM에 저장됨 → 아두이노에서 메모리 부족 위험

(2) 포인터 배열 (효율적)

const char* names[3] = {"Piano", "Guitar", "Violin"};

RAM에는 문자열 주소(포인터)만 저장 (2바이트씩)
실제 문자열은 플래시 메모리에 저장됨
훨씬 효율적

4. 다차원 배열 vs 포인터 배열

다차원 배열: 데이터가 메모리에 연속적으로 배치됨
포인터 배열: 주소 목록만 있고, 실제 데이터는 흩어져 있음
포인터 배열은 유연하지만 관리가 까다로울 수 있음

5. PROGMEM과의 관계

Arduino(AVR)에서는 문자열 리터럴이 플래시에 저장됨
`const char*`만으로도 대부분 플래시에 저장됨
확실히 플래시에만 보관하려면 `PROGMEM` 사용:

const char string_0[] PROGMEM = "Piano";
const char* const names[] PROGMEM = { string_0 };

꺼낼 때는 `pgm_read_word()` 필요 → 코드가 복잡해짐

6. 잘못 쓸 때의 문제

포인터가 잘못된 주소를 가리키면 → 세그멘테이션 오류 / 오동작
`const char*` 문자열은 읽기 전용
`strcpy()` 같은 함수로 덮어쓰면 에러 발생

7. Arduino에서의 결론

문자열은 포인터 배열(`const char*`)로 관리하는 것이 가장 효율적
GM 악기명: `const char* gmNames[128]`
드럼킷 이름: `const char* drumKitNames[]`
필요시 `struct`로 확장 (MSB, LSB, PC 함께 관리 가능)

8. 실제 예시: gm_gs_names.h (배열 버전)

// GM 악기 이름 (128개)
const char* gmNames[128] = {
  "AcouPiano1", "AcouPiano2", "ElecGrand", "HonkyTonk",
  "ElecPiano1", "ElecPiano2", "Harpsi", "Clavi",
  // ... (중략) ...
  "Gunshot"
};
 
// 드럼킷 이름 (9개, CleanWave32 기준)
const char* drumKitNames[] = {
  "Standard", "Room", "Power", "Electronic",
  "TR-808", "Jazz", "Brush", "Orchestra", "SFX"
};
 
// LCD 표시 예시
void renderLCD(uint8_t channel, uint8_t pc) {
    char line2[17];
    if (channel == 10) {
        snprintf(line2, sizeof(line2), "D:%-10s", drumKitNames[pc]);
    } else {
        snprintf(line2, sizeof(line2), "%-12s %03d", gmNames[pc], pc);
    }
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print(line2);
}

9. 확장 예시: 드럼킷 구조체 버전

드럼킷은 이름뿐 아니라 MSB/LSB/Program Change 번호도 필요할 수 있음. 이 경우 구조체를 정의해서 더 체계적으로 관리 가능.

// 드럼킷 정보 구조체
struct DrumKit {
    const char* name;
    uint8_t msb;
    uint8_t lsb;
    uint8_t pc;
};
 
// 드럼킷 배열 (CleanWave32 기준)
const DrumKit drumKits[] = {
    {"Standard",   121, 0, 0},
    {"Room",       121, 0, 1},
    {"Power",      121, 0, 2},
    {"Electronic", 121, 0, 3},
    {"TR-808",     121, 0, 4},
    {"Jazz",       121, 0, 5},
    {"Brush",      121, 0, 6},
    {"Orchestra",  121, 0, 7},
    {"SFX",        121, 0, 8}
};
 
// 드럼킷 선택 함수
void selectDrumKit(uint8_t index) {
    midiSendControlChange(0, drumKits[index].msb, 10);   // CC#0 = MSB
    midiSendControlChange(32, drumKits[index].lsb, 10);  // CC#32 = LSB
    midiSendProgramChange(drumKits[index].pc, 10);       // PC
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print(drumKits[index].name);
}

요약: 포인터 배열을 쓰면 문자열 이름을 플래시에 두고 RAM은 주소만 저장하기 때문에 메모리를 크게 절약할 수 있다. 드럼킷은 단순히 이름만 관리할 수도 있지만, MSB/LSB/PC까지 구조체에 넣어 관리하면 MIDI 제어가 훨씬 깔끔해진다.

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