硬件工程師的10個(gè)C語(yǔ)言技巧

　　當然，現在仍有一些場(chǎng)合適于使用匯編語(yǔ)言，但這種場(chǎng)合仍比較少。首個(gè)推薦的場(chǎng)合是開(kāi)發(fā)引導裝載程序。這種情況下，可能需要優(yōu)化對啟動(dòng)過(guò)程中某個(gè)決策(啟動(dòng)應用或引導加載器)的速度。此時(shí)，分支判定用匯編代碼就可能有意義了。另一種場(chǎng)合是開(kāi)發(fā)一種在DSP上運行有嚴格時(shí)序要求的控制循環(huán)。為了從設備中的得到每個(gè)時(shí)鐘周期，用匯編語(yǔ)言做控制循環(huán)的編碼是有意義的。如果目前任務(wù)適合用匯編，應確保將其妥善存檔便于有據可查，這樣，未來(lái)的開(kāi)發(fā)者(或未來(lái)的版本)會(huì )明白該代碼的用途。

　　技巧#5:充分利用模塊化

　　筆者最常見(jiàn)的經(jīng)歷是著(zhù)手由硬件工程師開(kāi)啟的一個(gè)新項目往往是雜亂無(wú)章的代碼組織。通常我們會(huì )發(fā)現，代碼由一個(gè)單一的主模塊組成，其中有2.5萬(wàn)多行代碼。在這些應用中，一切都是全局性的，函數寥寥無(wú)幾，goto語(yǔ)句貫穿整個(gè)代碼結構。15年前這算正常，但如今已不再適用了!C語(yǔ)言編程使工程師能夠將代碼分成獨立的功能模塊，這簡(jiǎn)化了代碼導航，同時(shí)還能夠使工程師使用封裝等面向對象技術(shù)。代碼可以被組織成邏輯模塊，這很有意義。雖然可能要先花點(diǎn)時(shí)間(幾分鐘)，但從長(cháng)遠來(lái)看，這將能省掉很多漫長(cháng)之夜，和很多調試之苦!

　　技巧#6:寫(xiě)千層餅式代碼而非面條式代碼

　　Beningo是一個(gè)意大利名字，和許多意大利人一樣，我對意大利面食也是毫無(wú)保留地熱愛(ài)。當拿意大利面食與軟件相比時(shí)，我就會(huì )想到兩種面食，即意大利面條和千層餅。意大利面條比較混亂，面條相互交織，縱橫交錯，結果完全沒(méi)有任何類(lèi)型的結構。編寫(xiě)非結構化代碼就非常像意大利面條：咬一口，完全不知道吃的是哪部分。

　　另一種就是意大利千層餅!這種面食是分層的，是有結構的。分層開(kāi)發(fā)的代碼不僅更容易理解，還可以移走一層并添加一個(gè)新層，基本上能夠實(shí)現重復使用和維護的簡(jiǎn)易性。圖1為用千層餅式代碼模型的一個(gè)簡(jiǎn)單軟件模塊示例。

　　圖1 千層餅軟件 模型

　　驅動(dòng)程序配置

　　應用程序配置

　　應用程序

　　驅動(dòng)程序庫

　　硬件

　　技巧#7:使用描述式變量名稱(chēng)

　　編寫(xiě)易于理解和維護的較大軟件有許多障礙，其中之一就是變量的命名習慣。為了盡力縮短變量名，開(kāi)發(fā)者通常會(huì )自創(chuàng )一些較短的、令人費解的助記符，往往只有他們自己才能明白的符號?，F代語(yǔ)言使一個(gè)變量名可以包含數百個(gè)字符。為了讓事情清晰明確，“直截了當”地方法要好于其它方式。因此，變量名一目了然不僅有利于開(kāi)發(fā)人員，也有利于未來(lái)的維護團隊。列表8給出一個(gè)示例。

　　列表8 變量的命名

　　技巧#8:少用#pragma語(yǔ)句

　　C語(yǔ)言中有一種特殊的#pragma語(yǔ)句。這些語(yǔ)句通常處理非標準的句法和特性，應盡可能避免使用這種語(yǔ)句，因為它們是非標準的，不能從一個(gè)處理器移植到另一個(gè)處理器。有些編譯器可能要求用這類(lèi)語(yǔ)句完成某項任務(wù)，例如定義一個(gè)中斷服務(wù)程序。在這種情況下，可能除了使用#pragma語(yǔ)句以外別無(wú)它法。如果可能，將所有的#pragma語(yǔ)句放在一個(gè)模塊或幾個(gè)模塊里。這有助于確保在代碼移植時(shí)，只需要更新幾處代碼，而非整個(gè)代碼庫;此外，這也將有助于防止移植代碼的首次編譯所帶來(lái)的困擾。

　　技巧#9:錯誤往往并不是看上去那樣簡(jiǎn)單

　　在調試一個(gè)C程序時(shí)，有一個(gè)讓人當心的陷阱就是編譯器錯誤。由于編譯器的復雜性，當檢測到一個(gè)錯誤時(shí)，通常錯誤位于程序中的其它地方，而非編譯器所指示的位置。這主要與編譯器生成程序的步驟有關(guān)。錯誤類(lèi)型通常是一致的，工程師可以發(fā)現的一些錯誤中，90%都是根源：

　　*當心漏掉#include文件。這可能會(huì )使程序開(kāi)發(fā)人員看到完美的代碼行，但由于未包含必要的頭文件，編譯器便會(huì )將其標志為一個(gè)錯誤，表示有些東西未定義。

　　*當心漏掉分號。編寫(xiě)C代碼時(shí)最常見(jiàn)的錯誤是忘記在句末加分號。

　　*當心漏掉括號。漏寫(xiě)括號是代碼編寫(xiě)過(guò)程中又一常犯的錯誤，或是粗心漏掉，或是由于鍵入錯誤而產(chǎn)生一個(gè)錯誤字符。

　　*當心漏掉逗號。在復雜的定義中很容易忘記逗號!

　　一般情況下，當彈出一個(gè)奇怪的編譯錯誤對話(huà)框時(shí)，要查看該行前已被編譯的內容。很有可能就是錯誤所在!它可能是出現在一行上面，或中間部分，或在完全不同的文件里。

　　不要放棄!只要具備一定的經(jīng)驗，解決這些疑難問(wèn)題就會(huì )成為一種第二天性。

　　技巧#10:優(yōu)秀的程序員編寫(xiě)的代碼行數不一定少

　　人們常有這種誤解，即認為較一般的程序員而言，一個(gè)優(yōu)秀的程序員往往寫(xiě)較少的代碼行就能解決問(wèn)題。不要卷入這一錯誤的想法!一個(gè)優(yōu)秀的程序員通常具備思維縝密、結構清晰的編碼基礎。變量命名和封裝都恰如其分，系統中幾乎不用全局變量。函數應保持簡(jiǎn)短有效。如果代碼看起來(lái)很混亂，需要多寫(xiě)幾行才能使其看上去更清晰，那就不妨多寫(xiě)幾行!可以上網(wǎng)查看獲得C代碼編寫(xiě)最混亂殊榮獎項的代碼用作前車(chē)之鑒。優(yōu)秀程序員寫(xiě)的代碼簡(jiǎn)潔、易于理解和維護，代碼行數并非最少(圖2)!

　　圖2 簡(jiǎn)短程序

　　作者簡(jiǎn)介

　　Jacob Beningo獲得了軟件工程職業(yè)認證(CSDP)，專(zhuān)業(yè)從事高質(zhì)量、穩健的嵌入式系統的開(kāi)發(fā)和設計。他著(zhù)有許多關(guān)于嵌入式設計方法的科技論文，并教授有關(guān)可編程的設備、引導加載程序和軟件方法等課程。Beningo獲得了中密歇根大學(xué)(簡(jiǎn)稱(chēng)CMU)(密歇根州歡喜山校區)工程物理學(xué)學(xué)士學(xué)位，以及密歇根大學(xué)(密歇根州安娜堡分校)空間系統工程碩士學(xué)位。