嵌入式軟件開(kāi)發(fā)常用的關(guān)鍵字和運算符

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volatile關(guān)鍵字

volatile是一個(gè)特征修飾符，提醒編譯器它后面所定義的變量隨時(shí)都有可能改變，因此編譯后的程序每次需要存儲或讀取這個(gè)變量的時(shí)候，告訴編譯器對該變量不做優(yōu)化，都會(huì )直接從變量?jì)却娴刂分凶x取數據，從而可以提供對特殊地址的穩定訪(fǎng)問(wèn)。

常用場(chǎng)景：中斷服務(wù)與主程序共享變量。示例代碼如下：

//volatile uint8_t flag=1;uint8_t flag=1;void test(void){    while(flag)    {        //do something    }}//interrupt service routinevoid isr_test(void){    flag=0;}

如果沒(méi)使用volatile定義flag，可能在優(yōu)化后test陷入死循環(huán)，因為test里使用的flag并沒(méi)修改它，開(kāi)啟優(yōu)化后，編譯器可能會(huì )固定從某個(gè)內存取值。

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const關(guān)鍵字

const 是 constant 的縮寫(xiě)，意思是“恒定不變的”，它是定義常變量的關(guān)鍵字。

通常有4種用法。

1、修飾變量

采用const修飾變量，即變量聲明為只讀，保護變量值以防被修改。

const int i = 1;或者int const i=1;

變量i具有只讀特性，不能夠被更改；若想對i重新賦值，如i = 10，屬于錯誤操作。

2、修飾數組

數組元素與變量類(lèi)似，具有只讀屬性，不能被更改，一旦更改，編譯時(shí)就會(huì )報錯。

const int array[5] = {1,2,3,4,5};array[0] = array[0]+1; //錯誤，array是只讀的，禁止修改

使用大數組存儲固定的信息，例如查表（表驅動(dòng)法的鍵值表），可以使用const節省ram。編譯器并不給普通const只讀變量分配空間，而是將它們保存到符號表中，無(wú)需讀寫(xiě)內存操作，程序執行效率也會(huì )提高。

3、修飾指針

C語(yǔ)言中const修飾指針要特別注意，共有兩種形式，一種是用來(lái)限定指向空間的值不能修改；另一種是限定指針不可更改。

int i = 1;int j = 2;const int *p1 = &i;int* const p2 = &j;

上面定義了兩個(gè)指針p1和p2，區別是const后面是指針本身還是指向的內容。

在定義1中const限定的是*p1，即其指向空間的值不可改變，若改變其指向空間的值如*p1=10，則程序會(huì )報錯；但p1的值是可以改變的，對p1重新賦值如p1=&k是沒(méi)有任何問(wèn)題的。

在定義2中const限定的是指針p2，若改變p2的值如p2=&k，程序將會(huì )報錯；但*p2，即其所指向空間的值可以改變，如*p2=20是沒(méi)有問(wèn)題的，程序正常執行。

4、 修飾函數參數

const關(guān)鍵字修飾函數參數，對參數起限定作用，防止其在函數內部被修改，所限定的函數參數可以是普通變量，也可以是指針變量。

void fun(const int i){    ……    i++; //對i的值進(jìn)行了修改，程序報錯}

常用的函數如strlen。

size_t strlen(const char *string);

const在庫函數中使用非常普遍，是一種自我保護的安全編碼思維。

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static關(guān)鍵字

1、static修飾全局變量，該變量只在本文件內被訪(fǎng)問(wèn)，不能在其他文件被直接訪(fǎng)問(wèn)。

2、static修飾函數，該函數只能在本文件內被訪(fǎng)問(wèn)，不能被其他文件訪(fǎng)問(wèn)。但是可以通過(guò)嵌套的方式調用，變相的封裝的表現。

3、static修飾局部變量，更改該局部變量的生命周期。

• 生命周期：將臨時(shí)變量的生命周期變成全局變量的生命周期。

• 作用域不變：作用域仍然是在本代碼塊內。

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struct與union

可以使用struct結構體來(lái)存放一組不同類(lèi)型的數據。

struct 結構體名{    結構體所包含的變量或數組};

結構體是一種集合，它里面包含了多個(gè)變量或數組，它們的類(lèi)型可以相同，也可以不同，每個(gè)這樣的變量或數組都稱(chēng)為結構體的成員，通常我們使用結構體定義和解析協(xié)議，如下所示：

// WiFi接收數據幀，控制切換模式#pragma pack(1)typedef struct receive_data_mode_t{    uint8_t device_head;        // 數據幀頭：0XA0+功能碼（FUNCTION_ID3），A款產(chǎn)品智能插座    uint16_t device_len;        // 數據包總長(cháng)度    uint16_t device_id;         // 節點(diǎn)ID 0X0001~0XFFFE    char software_version[15];  // 軟件版本 SMART_SW_A1_1.0 A款產(chǎn)品軟件1.0版本    char hardware_version[15];  // 硬件版本 SMART_HW_A1_1.0 A款產(chǎn)品硬件1.0版本    uint8_t switch_mode;        // 切換模式 0：運行模式，1：配置模式，2：節點(diǎn)升級，3：節點(diǎn)重啟    uint16_t crc;               // 校驗位}ReceiveData_Mode_t;#pragma pack()

union共用體關(guān)鍵字，定義union下面的成員變量共享一塊內存，每一個(gè)成員在任一時(shí)刻有且只有一個(gè)成員使用此塊內存。

union 共用體名{    成員列表};

結構體和共用體的區別在于：結構體的各個(gè)成員會(huì )占用不同的內存，互相之間沒(méi)有影響；而共用體的所有成員占用同一段內存，修改一個(gè)成員會(huì )影響其余所有成員。

通常使用共用體做一些標志位操作，例如以下示例，可以非常靈活的訪(fǎng)問(wèn)Val中的bit位。

typedef union {     BYTE Val;     struct __packed     {        BYTE b0:1;        BYTE b1:1;        BYTE b2:1;        BYTE b3:1;        BYTE b4:1;        BYTE b5:1;        BYTE b6:1;        BYTE b7:1;    } bits;}BYTE_VAL, BYTE_BITS;

或者使用共用體實(shí)現單字節與多字節的轉化和拼接，如下所示：

#include "stdio.h"typedef struct{    union    {        struct        {            unsigned char low;            unsigned char high;        };        unsigned short result;    };}test_t;int main(int argc, char *argv[]){    test_t hello;    hello.high=0x12;    hello.low=0x34;    printf("result=%04Xrn",hello.result);//輸出 result=1234     return 0;}

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預定義標識符

一般編譯器都支持預定義標識符，這些標識符結合printf等打印信息幫助程序員調試程序是非常有用的，一般編譯器會(huì )自動(dòng)根據用戶(hù)指定完成替換和處理。

常用的預定義標識符如下所示：

__FILE__    //表示編譯的源文件名__LINE__   //表示當前文件的行號__FUNCTION__  //表示函數名__DATE__  //表示編譯日期__TIME__   //表示編譯時(shí)間

在Debug打印日志時(shí)候經(jīng)常會(huì )用到，如下所示：

printf("file:%s,line:%d,date:%s,time:%s",__FILE__,__LINE__,__DATE__,__TIME__);

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#與##

#：是一種運算符，用于帶參宏的文本替換，將跟在后面的參數轉成一個(gè)字符串常量。

##：是一種運算符，是將兩個(gè)運算對象連接在一起，也只能出現在帶參宏定義的文本替換中。

#include "stdio.h"#define TO_STR(s) #s#define COMB(str1,str2) str1##str2int main(int argc, char *argv[]){    int UART0= 115200;    printf("UART0=%dn", COMB(UART, 0));//字符串合并為變量UART0    printf("%sn", TO_STR(3.14));//將數字變成字符串    return 0;}

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void 與 void*關(guān)鍵字

void表示的是無(wú)類(lèi)型，不能聲明變量或常量，但是可以把指針定義為void類(lèi)型，如void* ptr。void* 指針可以指向任意類(lèi)型的數據，在C語(yǔ)言指針操作中，任意類(lèi)型的數據地址都可轉為void* 指針。因為指針本質(zhì)上都是unsigned int。

常用的內存塊操作庫函數：

void * memcpy( void *dest, const void *src, size_t len );void * memset( void *buffer, int c, size_t num);

數據指針為void* 類(lèi)型，對傳入任意類(lèi)型數據的指針都可以操作。另外其中memcpy第二個(gè)參數，const現在也如前文所述，拷貝時(shí)對傳入的原數據內容禁止修改。

特殊說(shuō)明，指針是不能使用sizeof求內容大小的，在A(yíng)RM系統固定為int 4字節。對于函數無(wú)輸入參數的，也盡量加上void，如下所示：

void fun(void);

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weak關(guān)鍵字

一般簡(jiǎn)化定義如下所示：

#define _WEAK __attribute__((weak))

函數名稱(chēng)前面加上__WEAK屬性修飾符稱(chēng)為“弱函數”，類(lèi)似C++的虛函數。鏈接時(shí)優(yōu)先鏈接為非weak定義的函數，如果找不到則再鏈接帶weak函數。

_WEAK void fun(void)  {      //do this}  //不在同一個(gè).c，兩同名函數不能在同一個(gè)文件void fun(void)  {      //do that}

這種自動(dòng)選擇的機制，在代碼移植和多模塊配合工作的場(chǎng)景下應用較多。例如前期移植代碼，需要調用某個(gè)接口fun，但當前該接口不存在或者未移植完整使用，可以使用weak關(guān)鍵字定義為空函數先保證編譯正常。

后續移植完成實(shí)現了fun，即軟件中有2個(gè)fun函數沒(méi)有任何錯誤，編譯器自動(dòng)會(huì )識別使用后者。當然也粗暴的#if 0屏蔽對fun的調用，但要確保后續記得放開(kāi)。