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教你写出优美单片机C语言代码

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gaosmile 发布时间:2020-3-31 12:14
" z1 D* X3 e8 i3 U$ K) j. g, o
程序能跑起来并不见得你的代码就是很好的c代码了,衡量代码的好坏应该从以下几个方面来看

. y! t" _. B/ e- B
* T, W' j2 k% F7 U4 Y+ k1、代码稳定,没有隐患。" c! r3 [5 W4 O+ c7 s
2、执行效率高。  [6 w9 J  g9 ]. `- @3 v( B4 M( i) Q
3、可读性高。
2 z3 ]1 y. J/ P/ J; H4、便于移植。
6 D. k) i8 O  _5 H# u! L/ Z  T& l- E6 Y
下面发一些我在网上看到的技巧和自己的一些经验来和大家分享;
) U# x8 F% c6 [+ _+ x& m6 N% n2 Y$ D( G
1、如果可以的话少用库函数,便于不同的mcu和编译器间的移植4 y9 S' w9 f3 v3 x8 Q# Y
2、选择合适的算法和数据结构4 {! o4 P2 A6 n* e

# D3 W4 j8 @) Z# Q3 c3 }- D! I应该熟悉算法语言,知道各种算法的优缺点,具体资料请参见相应的参考资料,有很多计算机书籍上都有介绍。将比较慢的顺序查找法用较快的二分查找或乱序查找法代替,插入排序或冒泡排序法用快速排序、合并排序或根排序代替,都可以大大提高程序执行的效率。.选择一种合适的数据结构也很重要,比如你在一堆随机存放的数中使用了大量的插入和删除指令,那使用链表要快得多。数组与指针语句具有十分密码的关系,一般来说,指针比较灵活简洁,而数组则比较直观,容易理解。对于大部分的编译器,使用指针比使用数组生成的代码更短,执行效率更高。但是在Keil中则相反,使用数组比使用的指针生成的代码更短。
/ d; C% z: ?' B1 |3 |2 X
: P, N. \7 A: j* Z# y! t3、使用尽量小的数据类型
8 b) x: }8 z# r7 p& I1 W
' h/ p, T+ L9 ]6 e  L能够使用字符型(char)定义的变量,就不要使用整型(int)变量来定义;能够使用整型变量定义的变量就不要用长整型(long int),能不使用浮点型(float)变量就不要使用浮点型变量。当然,在定义变量后不要超过变量的作用范围,如果超过变量的范围赋值,C编译器并不报错,但程序运行结果却错了,而且这样的错误很难发现。在ICCAVR中,可以在Options中设定使用printf参数,尽量使用基本型参数(%c、%d、%x、%X、%u和%s格式说明符),少用长整型参数(%ld、%lu、%lx和%lX格式说明符),至于浮点型的参数(%f)则尽量不要使用,其它C编译器也一样。在其它条件不变的情况下,使用%f参数,会使生成的代码的数量增加很多,执行速度降低。  p4 \5 y; j3 |! B/ e$ S. V2 l1 W+ q* n

5 ]( G( u: C! `4 o4、使用自加、自减指令, k0 V/ M6 o# U: _4 S' Q  b

4 G# Q$ M$ l# c/ E% p- U( ?- r4 E通常使用自加、自减指令和复合赋值表达式(如a-=1及a+=1等)都能够生成高质量的程序代码,编译器通常都能够生成inc和dec之类的指令,而使用a=a+1或a=a-1之类的指令,有很多C编译器都会生成二到三个字节的指令。在AVR单片适用的ICCAVR、GCCAVR、IAR等C编译器以上几种书写方式生成的代码是一样的,也能够生成高质量的inc和dec之类的的代码。
0 X* s8 i' N/ Z- X
- J- E7 w: q: \. k8 k5、减少运算的强度
2 \5 n% v8 k4 o( ~. j# M9 e0 f# e0 |- N' Y- Y# \$ F; O
可以使用运算量小但功能相同的表达式替换原来复杂的的表达式。如下:
2 u. R& ~! C  V( a" s7 |
7 r% T0 K$ T6 z0 @(1)、求余运算。* H: g5 ]) @/ J
  1. ; d4 l( L$ G$ Q
  2. a=a%8;<font face="Tahoma">
    - L4 ?8 g" E6 Q
  3. </font>
复制代码
可以改为:
* q- U1 N; s) n+ y8 p

  1. ; e. K. S! k3 O5 P3 M# b: ]9 C, \
  2. a=a&7;<font face="Tahoma">
    ; K5 n! F2 _9 \2 e8 G0 z
  3. </font>
复制代码
说明:位操作只需一个指令周期即可完成,而大部分的C编译器的“%”运算均是调用子程序来完成,代码长、执行速度慢。通常,只要求是求2n方的余数,均可使用位操作的方法来代替。
7 C1 W; s/ }* C1 h% f! d0 l8 Z0 b7 _$ n( D
(2)、平方运算
9 b0 i& ~; r- _6 f. y) B0 I& B
  1. 2 W5 J" C, [0 H5 F3 g  J0 p& ^, a  z, q6 L
  2. a=pow(a,2.0);<font face="Tahoma">
    + K! d) ~9 k$ x- |
  3. </font>
复制代码
可以改为:9 Q# n- P& u/ ]1 I. L; U
  1. 2 w( S8 {/ W0 K4 }3 X" f8 H9 I1 z: E
  2. a=a*a;<font face="Tahoma">- `) b4 o( X  s
  3. </font>
复制代码
说明:在有内置硬件乘法器的单片机中(如51系列),乘法运算比求平方运算快得多,因为浮点数的求平方是通过调用子程序来实现的,在自带硬件乘法器的AVR单片机中,如ATMega163中,乘法运算只需2个时钟周期就可以完成。既使是在没有内置硬件乘法器的AVR单片机中,乘法运算的子程序比平方运算的子程序代码短,执行速度快。( N& I, d! g/ H5 W- K6 j5 z/ N$ Y
) o" m# D( Q$ W; q, q- h
如果是求3次方,如:
- b. B/ g0 t$ @* u+ {2 r# Z
  1. 3 I) L* j  O6 H
  2. a=pow(a,3.0);
复制代码

& F  |' c: H3 s更改为:
: ]- w4 Z1 D& A4 E
  1. ! I" p0 A% \+ T8 }$ S8 J& e
  2. a=a*a*a;
复制代码
7 {* y: ~' c) {3 e* f5 c
则效率的改善更明显。. j4 b: s5 r+ z6 P2 x
7 E: k* P3 [9 L
(3)、用移位实现乘除法运算
' P9 [1 P, q6 s  r- m

  1. & q% i7 v% m* T* q5 f" k# a: q3 B8 A
  2. a=a*4;
    7 d% y: A3 O; o0 Z' O8 b# g) c
  3. b=b/4;
复制代码
) p3 O! H# `" y; L* @
可以改为:
* q$ c$ v5 ~' d; v
  1. , D( y* q' R: ?) i
  2. a=a<<2;% M* S" v3 G! x2 D0 `) S! |
  3. b=b>>2;
复制代码
+ I- R2 b: J* h+ N
说明:通常如果需要乘以或除以2n,都可以用移位的方法代替。在ICCAVR中,如果乘以2n,都可以生成左移的代码,而乘以其它的整数或除以任何数,均调用乘除法子程序。用移位的方法得到代码比调用乘除法子程序生成的代码效率高。实际上,只要是乘以或除以一个整数,均可以用移位的方法得到结果,如:( c7 G3 D# U. e4 B. }

  1. 2 |% c2 R3 g9 d, _7 e7 A( \
  2. a=a*9<font face="Tahoma">. ~  p0 s& b  s# z& W( I/ p
  3. </font>
复制代码
可以改为:; V  I, b3 k. G9 q* x

  1. & U: q  |# b) k3 H2 G' t
  2. a=(a<<3)+a<font face="Tahoma">
    & C- k3 E- i, X+ ^; w7 N7 y
  3. </font>
复制代码
6、循环+ t. |4 `6 L2 L; S. B

' I  n: B6 i/ D2 S* _7 P(1)、循环语
9 p* y, e( O2 I! a: A2 \: y- a! F$ f$ Z2 d/ W3 H( P, p4 s" J0 D
对于一些不需要循环变量参加运算的任务可以把它们放到循环外面,这里的任务包括表达式、函数的调用、指针运算、数组访问等,应该将没有必要执行多次的操作全部集合在一起,放到一个init的初始化程序中进行。
+ L: C, f& I; m# y
/ e  l4 D7 ^* }5 h  J7 f3 x(2)、延时函数:  L/ ^! n) {6 ~& J

# d1 {: q7 k! o9 H9 ^" G, e通常使用的延时函数均采用自加的形式:
, i& L. o- Z4 L+ @8 a' [

  1. ) h( N, o9 x2 p2 C  H- f, W1 O
  2. void delay (void)
    6 ~9 w6 r  ]9 i2 E5 E; h) h
  3. {& p1 L6 O: @2 ^! u
  4. unsigned int i;7 U5 {6 L: o% g2 T+ K' |
  5. for (i=0;i<1000;i++)0 [2 h& S# p: L  F5 `5 ]
  6. ;
    8 z9 a$ H9 [5 c" ^+ X
  7. }
复制代码
% S; Y3 ^) [# {1 e% o
将其改为自减延时函数:; g& K& [4 I$ @  ~3 G$ |
  1. % V7 ?: G1 P# g/ c! n: q
  2. void delay (void)( j* k, ~5 P% c$ a1 d& ~
  3. {, o3 u0 F1 x8 P/ Q% S: q- ^5 L
  4. unsigned int i;
    ) J% ]6 O2 }: B/ i# U2 [
  5. for (i=1000;i>0;i--)
    : B% n5 x' p; K# B' w; q' e* J
  6. ;
    . l7 i9 y3 b' D+ D
  7. }
复制代码

: z' c5 I/ U0 j* Y( l两个函数的延时效果相似,但几乎所有的C编译对后一种函数生成的代码均比前一种代码少1~3个字节,因为几乎所有的MCU均有为0转移的指令,采用后一种方式能够生成这类指令。在使用while循环时也一样,使用自减指令控制循环会比使用自加指令控制循环生成的代码更少1~3个字母。但是在循环中有通过循环变量“i”读写数组的指令时,使用预减循环时有可能使数组超界,要引起注意。$ `: b: \4 W3 k* \1 Q5 }2 ], A/ M, l) r
  m) v' D  k7 L0 {3 @1 |
(3)while循环和do…while循环
/ Z& V" p. `9 Q) x, g7 E0 u" g% Y4 g# D. z/ _
用while循环时有以下两种循环形式:9 g2 h, N* I! y, n) V
  1. # L0 X4 m; W- C/ \
  2. unsigned int i;- a3 z4 ^9 G- [2 y' E" e
  3. i=0;
    1 B' W) [0 V% w% T  C3 Y
  4. while (i<1000)& J9 x9 M5 e* |) [
  5. {" a8 A' U8 s6 K
  6. i++;3 t+ Y2 i( B% w/ N" |* S2 o6 D: z
  7. //用户程序6 I, s. {0 @3 W1 x
  8. }
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& ^5 f5 a/ e+ f$ G1 }
或:
% s, ]* e  o1 z0 B& A2 B
  1. " z; L" E0 i5 g% a- R. k& w# s
  2. unsigned int i;* `( @4 ?, `# S7 Q; ~
  3. i=1000;* L# U, q5 t& v: e. T4 L! I# N
  4. do
    9 W  i1 I5 H0 P  u* Z! Z
  5. i--;
    5 x% f* e  T% `$ b* ?7 E7 O: a  W( n
  6. //用户程序9 i# k, P. Q5 j) z! T
  7. while (i>0);
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" B: k& f" F/ j/ \5 r在这两种循环中,使用do…while循环编译后生成的代码的长度短于while循环。. I* k4 L/ z- o2 y6 t. l" t1 R
  `1 o3 z2 ]3 _5 G
7、查表
; g# G1 Y! X; d/ A! V6 m* k/ f
: f3 b' V- t9 i在程序中一般不进行非常复杂的运算,如浮点数的乘除及开方等,以及一些复杂的数学模型的插补运算,对这些即消耗时间又消费资源的运算,应尽量使用查表的方式,并且将数据表置于程序存储区。如果直接生成所需的表比较困难,也尽量在启了,减少了程序执行过程中重复计算的工作量。( G+ J# s9 A+ Z% r: [9 k. B

5 m+ @2 {! d: D$ i4 k7 H2 d; x8、其它
7 O; m) V9 a" @( T
' w2 d+ H* W) {比如使用在线汇编及将字符串和一些常量保存在程序存储器中,均有利于优化
0 d# m' i- j8 u. C" D5 T
2 |" z- ?2 v, x" [1 A# aC语言宏定义技巧(常用宏定义)) Z8 ?% T7 Z$ {% d

+ G/ h4 L" U0 y写好C语言,漂亮的宏定义很重要,使用宏定义可以防止出错,提高可移植性,可读性,方便性 等等。下面列举一些成熟软件中常用得宏定义。。。。。。. z4 ?7 u4 D7 g; V

  t, s# c' @' B3 R0 [: ^相关链接:新手入门系列中的C语言优秀编程风格说明:http://www.avrvi.com/start/guide_avr_c_good.html
9 w" e* b8 T! I6 U% U3 ~, Z/ y6 _- [: V/ |
CODE:( ^& h  ^7 z5 e4 G

3 Z2 S1 [8 c( Y1、防止一个头文件被重复包含; q2 i5 H1 w6 c/ m+ ?
  1. 3 R& c. d3 d; Z8 A+ s6 v5 ?2 \
  2. #ifndef COMDEF_H
    5 h. x0 n, ^8 t, n7 g4 D3 R8 l$ h
  3. #define COMDEF_H
    ! Z! O5 k" D. V/ I2 u7 }1 G6 r
  4. //头文件内容
    3 q2 @! y% k# W
  5. #endif
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. o2 _- r0 T! }" F+ n2、重新定义一些类型,防止由于各种平台和编译器的不同,而产生的类型字节数差异,方便移植。, u2 J$ d5 N2 J

  1. : K0 c$ T, q$ E" Y: E1 L9 `
  2. typedef unsigned char boolean; /* Boolean value type. */
    & j( x1 a6 W6 x1 A1 d6 |
  3. typedef unsigned long int uint32; /* Unsigned 32 bit value */3 Z' _3 k! i: t( ?/ p
  4. typedef unsigned short uint16; /* Unsigned 16 bit value */
    % l; B  r$ ^" v1 B1 U
  5. typedef unsigned char uint8; /* Unsigned 8 bit value */
    9 p! e8 N4 F3 l& }+ y
  6. typedef signed long int int32; /* Signed 32 bit value */+ i& x, Z" f, v+ J" p& `4 C
  7. typedef signed short int16; /* Signed 16 bit value */
    % Z9 m# A2 K2 L* S+ E
  8. typedef signed char int8; /* Signed 8 bit value */
    ) S% `' P; d3 p8 U. Y
  9. //下面的不建议使用
    9 R' n2 r) b3 D0 e' D$ N
  10. typedef unsigned char byte; /* Unsigned 8 bit value type. */4 F& P6 j/ E8 s5 F
  11. typedef unsigned short word; /* Unsinged 16 bit value type. */
    # L; X8 M7 m2 A7 y
  12. typedef unsigned long dword; /* Unsigned 32 bit value type. */' |( A) O. D2 o* O
  13. typedef unsigned char uint1; /* Unsigned 8 bit value type. */
    ( M& j+ B# ]* ?* ]
  14. typedef unsigned short uint2; /* Unsigned 16 bit value type. */' c& p( Y1 l/ f$ Z3 f
  15. typedef unsigned long uint4; /* Unsigned 32 bit value type. */& |7 S' S9 P) d; Z
  16. typedef signed char int1; /* Signed 8 bit value type. */
    1 z$ J. X" `0 a- ~# V5 E
  17. typedef signed short int2; /* Signed 16 bit value type. */
    8 I# N% [( p# m
  18. typedef long int int4; /* Signed 32 bit value type. */" E9 B$ i. ?3 R6 n
  19. typedef signed long sint31; /* Signed 32 bit value */. G0 _  V1 r$ }1 S
  20. typedef signed short sint15; /* Signed 16 bit value */; A& b( O4 W! X
  21. typedef signed char sint7; /* Signed 8 bit value */
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/ x- |: x4 \' _5 P0 o
3、得到指定地址上的一个字节或字" E9 B5 ?! l: t/ Q
  1. 5 [2 i7 _$ ~- U7 o( w
  2. #define MEM_B( x ) ( *( (byte *) (x) ) )
    ( H+ o3 |/ ]" S& h- Y& a
  3. #define MEM_W( x ) ( *( (word *) (x) ) )
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/ L% Y9 }3 |  E- `) a7 X" i4、求最大值和最小值
. c* {% k# c) T+ ^& G. x

  1. ! `* Q1 _* q  \2 y- _9 q
  2. #define MAX( x, y ) ( ((x) > (y)) ? (x) : (y) )5 c- W& Z& B4 J
  3. #define MIN( x, y ) ( ((x) < (y)) ? (x) : (y) )
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( D4 v; e6 F( F, o" G) |
5、得到一个field在结构体(struct)中的偏移量
5 I2 f, F  U" [  t2 ]0 B
  1. 3 q5 F3 }- O4 d6 J5 ?
  2. #define FPOS( type, field ) \
    - W3 R' w- F$ A1 M' s: s( r! P
  3. /*lint -e545 */ ( (dword) &(( type *) 0)-> field ) /*lint +e545 */
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7 f1 q8 T. {% @* A3 E
6、得到一个结构体中field所占用的字节数

1 q5 K+ G% I2 ^. j- H

  1. 9 }8 M9 k! W" b( g" s1 E
  2. #define FSIZ( type, field ) sizeof( ((type *) 0)->field )
复制代码
% T  N4 H% L3 ^. H( Q
7、按照LSB格式把两个字节转化为一个Word
- p3 m3 z; {, I$ z, ~/ R

  1. 8 ^: e( g4 [6 d( P0 ]7 V3 F7 p
  2. #define FLIPW( ray ) ( (((word) (ray)[0]) * 256) + (ray)[1] )
    ; @. U* B/ P# O- C6 a+ a
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9 |2 C& s. `# J: ^
8、按照LSB格式把一个Word转化为两个字节
4 d. i" _( l7 t: G! o
  1.   p1 b6 h6 u& ~7 a/ k0 |( A; i
  2. #define FLOPW( ray, val ) \! T' s4 Z' |' v) f: j, T8 e/ z$ ]
  3. (ray)[0] = ((val) / 256); \
    " H- h1 o" h" \; s+ ~7 j$ y" E* M7 [. c
  4. (ray)[1] = ((val) & 0xFF)
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* r+ Z$ x+ S6 B& y$ H
9、得到一个变量的地址(word宽度)
$ `; u3 C# y, @& m

  1. $ g2 C; t- _5 D
  2. #define B_PTR( var ) ( (byte *) (void *) &(var) )* m# H  j6 l% j9 T1 v! i8 p
  3. #define W_PTR( var ) ( (word *) (void *) &(var) )
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/ n* G( a3 a2 _) G! S( O$ S
10、得到一个字的高位和低位字节
% N$ j& m8 T0 `! p8 ]0 a) N5 [
  1. : Y% }" _0 n7 P" B! d0 E3 V
  2. #define WORD_LO(xxx) ((byte) ((word)(xxx) & 255))$ S' B1 }9 f! B7 w
  3. #define WORD_HI(xxx) ((byte) ((word)(xxx) >> 8))
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8 x! f+ w  m1 m% O: m4 P
11、返回一个比X大的最接近的8的倍数

& g& o/ P$ u0 [2 n1 c4 z, s1 r
  1. ; P" ]4 i* _$ Z1 f& k, Y9 u
  2. #define RND8( x ) ((((x) + 7) / 8 ) * 8 )
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# b# Y/ U/ Z8 f' O8 _4 g9 ]0 i
12、将一个字母转换为大写
& A5 Y; e5 L, m

  1. & F3 H1 R5 ~/ \$ m1 h
  2. #define UPCASE( c ) ( ((c) >= 'a' && (c) <= 'z') ? ((c) - 0x20) : (c) )
    8 u5 @6 u2 I3 V  s
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0 F" w2 q0 c) m/ C! A
13、判断字符是不是10进值的数字
8 d+ Z: b9 P# U/ K
  1. 4 v7 b% q! T) r' J0 Q' s( U
  2. #define DECCHK( c ) ((c) >= '0' && (c) <= '9')
复制代码

3 W4 ]; H. e1 t! T. s9 v14、判断字符是不是16进值的数字

! K4 T& u# l9 Q' m* V6 i
  1. ; [# M, _" y& @, a5 }& Y, J- Q
  2. #define HEXCHK( c ) ( ((c) >= '0' && (c) <= '9') ||\
    ! N2 F; o3 U, R, h5 U7 _- X3 w
  3. ((c) >= 'A' && (c) <= 'F') ||\. b) D- B2 M. [( G" S( r1 Z+ t% e
  4. ((c) >= 'a' && (c) <= 'f') )
复制代码

* U8 ?6 c4 A- p1 s15、防止溢出的一个方法3 N; v; h9 H' r2 g

  1. 4 {4 ^- x. r8 [: o
  2. #define INC_SAT( val ) (val = ((val)+1 > (val)) ? (val)+1 : (val))
复制代码
: l- c& u  f1 h* ?0 I  p
16、返回数组元素的个数

' P/ C2 Y$ o  i. }6 M
  1. $ t4 S( ]. M% F
  2. #define ARR_SIZE( a ) ( sizeof( (a) ) / sizeof( (a[0]) ) )- u: w% `5 I/ s
复制代码
* |; n" b3 V' s7 s. W
17、返回一个无符号数n尾的值MOD_BY_POWER_OF_TWO(X,n)=X%(2^n)
' U* G7 o8 {/ w' _* {* G4 D
  1. 4 Z& P! \+ X( i. J9 F- f
  2. #define MOD_BY_POWER_OF_TWO( val, mod_by ) \
    # Y) X1 N& M" A
  3. ( (dword)(val) & (dword)((mod_by)-1) )
复制代码
; c; W4 d- P) J
18、对于IO空间映射在存储空间的结构,输入输出处理
8 U$ F# R2 I" A

  1. 8 J' q  `3 v) p* l7 v
  2. #define inp(port) (*((volatile byte *) (port)))
    6 }; G; x4 r5 q9 F8 I. y( S
  3. #define inpw(port) (*((volatile word *) (port)))
    8 [" D3 q/ w$ ]( B& U/ {
  4. #define inpdw(port) (*((volatile dword *)(port)))
    ( M) \7 L* @! ?+ w+ J+ j4 a
  5. #define outp(port, val) (*((volatile byte *) (port)) = ((byte) (val)))
    + g5 v  o" A4 D3 v" N: X* n
  6. #define outpw(port, val) (*((volatile word *) (port)) = ((word) (val)))' L: [, e. A  _  u1 p( A
  7. #define outpdw(port, val) (*((volatile dword *) (port)) = ((dword) (val)))
复制代码
1 A4 v* m/ n: h9 _
19、使用一些宏跟踪调试
, a3 i" Q! y! ]  r, w3 x% ?/ @8 u

$ p. x  B8 _* ?/ [# ?A N S I标准说明了五个预定义的宏名。它们是:
1 U& ^% L' O( f4 A' y
0 t1 T" F& e# M2 ^# M_ L I N E _5 W" E4 n/ {. b( ^- N! b
_ F I L E _  R& Q& j5 D4 S0 W" f6 b- j: j
_ D A T E _2 j" [/ F% p- Y. Q" E
_ T I M E _# b# _8 l- r0 k# X1 u7 W
_ S T D C _
% g) x" q8 o! L2 x, c1 L. k% h! x# C5 g5 f9 H
如果编译不是标准的,则可能仅支持以上宏名中的几个,或根本不支持。记住编译程序也许还提供其它预定义的宏名。
# {7 s' k: ?/ U: Y# q( u4 O# ~5 y: @9 G4 |3 p! w4 P
_ L I N E _及_ F I L E _宏指令在有关# l i n e的部分中已讨论,这里讨论其余的宏名。
- X. c& ~' \3 J" W9 \, P. c1 b. X; Z0 }$ @8 }
_ D AT E _宏指令含有形式为月/日/年的串,表示源文件被翻译到代码时的日期。3 W2 s& Z2 u& L. o" F, T
6 H: @3 G$ {2 D7 U
源代码翻译到目标代码的时间作为串包含在_ T I M E _中。串形式为时:分:秒。
0 r3 w* t3 W. O7 p# |# O* \* j3 _7 a, g, _0 N
如果实现是标准的,则宏_ S T D C _含有十进制常量1。如果它含有任何其它数,则实现是非标准的。( Z: m# t4 ?+ H  r

' @) b" t' t  D可以定义宏,例如: 当定义了_DEBUG,输出数据信息和所在文件所在行
' w# L$ `  m0 w2 x
  1. 0 c' o: {; x+ k( S
  2. #ifdef _DEBUG8 h+ F8 ?; n5 C$ b( m5 b
  3. #define DEBUGMSG(msg,date) printf(msg);printf(“%d%d%d”,date,_LINE_,_FILE_)+ ]2 g' t- m& U- ?! R- C2 V
  4. #else
    ) K) p2 I5 K; y5 p
  5. #define DEBUGMSG(msg,date)4 H6 C) n( x! R- Z- p
  6. #endif
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4 z8 U' ~' r  B# |& T5 t20、宏定义防止使用时错误用小括号包含。
6 E! N/ c* o' F+ u$ U2 q% r6 {: C% C4 I6 n% ?+ e' H
例如:
: G7 P4 N! u6 ~" O
  1. " E7 o) G( t0 ?
  2. #define ADD(a,b) (a+b)
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+ b; Y) H$ b- l% ^用do{}while(0)语句包含多语句防止错误2 A6 d1 Z9 T& t0 H# E3 x

/ J: o/ w0 w/ e  o4 Q: s例如:
0 _5 G0 `/ O' s9 ~+ l- M, C+ `1 ?
  1. / D. ^* N. I$ c0 ^: A- p3 p
  2. #difne DO(a,b) a+b;\( m; a) ?* m' v7 t$ c1 P7 _8 S! n
  3. a++;
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& Z% s. B. P1 Z' f6 _应用时:9 U2 l' s" v0 ?$ Q1 G# k

  1. . F* r4 O" X+ y" ]
  2. if(….)
    ; \. I# [9 U* I$ a( h: N8 J% G
  3. DO(a,b); //产生错误, Z0 `8 B7 H  y! \8 e3 G* ^
  4. else
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( @, V$ }! p, p7 a, P" a- C2 G; f- v$ W" R
解决方法:
+ F- X9 j. u2 n. }

  1. & z+ a% D3 \. U0 I1 U
  2. #difne DO(a,b) do{a+b;\2 `+ c/ e! A0 l- S
  3. a++;}while(0)
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2 k: C5 {7 j8 l' P& Z, N/ N9 @宏中"#"和"##"的用法  o) m* @, p7 ^" D" H* ]$ X" M& C
6 I$ F5 n+ ~/ ]5 C! M& L3 E
一、一般用法& g( w8 x$ a+ [8 J

3 Z* f) G- D2 R; {  P我们使用#把宏参数变为一个字符串,用##把两个宏参数贴合在一起.
9 c( V% ]7 o# x8 N. y0 b+ v# F$ X- m/ F5 Y7 k8 o4 M( I- b
用法:
5 \  L! q3 b; ?( Z) g8 n0 z( T( R

  1.   R4 B1 M1 i2 E* \( y4 C
  2. #include
    . P$ q9 q1 V" [2 f. v1 R# N! |
  3. #include. g4 H1 |2 j# V9 E) x
  4. using namespace std;
    ' v; D& j5 N4 F. s" P. k
  5. #define STR(s) #s
    2 c% t2 ]1 D: F& p* D
  6. #define CONS(a,b) int(a##e##b)0 e% j+ `$ T. _- C8 r# n
  7. int main()  o7 N9 l9 b& d# a. B
  8. {3 q1 N$ d' a0 E7 D1 H; y7 Q# N1 ]
  9. printf(STR(vck)); // 输出字符串"vck"$ V. g1 q" b3 H7 u
  10. printf("%d\n", CONS(2,3)); // 2e3 输出:20002 `' B( u7 ~; T
  11. return 0;. V$ F' c, V, @3 c
  12. }
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7 ^! s9 R2 b6 h0 e二、当宏参数是另一个宏的时候9 X+ P# r2 P: `8 k; t

/ s6 L: m# |: w6 s6 P3 L1 D需要注意的是凡宏定义里有用'#'或'##'的地方宏参数是不会再展开.
; ?' H$ h( d' j  a- l1 p0 u
, h5 x: c3 }7 ~- G$ F) S2 X1, 非'#'和'##'的情况/ w, e# \: }$ B  e

  1. # Z4 s* ]8 i) }, e- {: l% |
  2. #define TOW (2)- O$ i; R' R+ I- y4 ], |
  3. #define MUL(a,b) (a*b)
    ! u- e0 g4 H* W0 O' w1 z/ l3 L9 N
  4. printf("%d*%d=%d\n", TOW, TOW, MUL(TOW,TOW));
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5 U" q1 \3 H  O这行的宏会被展开为:

$ T: s- ]/ N2 g% x3 V1 {( z
  1. ) S8 s! i5 O+ }4 W$ P
  2. printf("%d*%d=%d\n", (2), (2), ((2)*(2)));
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1 }4 O" c  G/ l8 K: C. ]# vMUL里的参数TOW会被展开为(2).1 T' B, V; y% j1 E  a) M
& z8 \8 L- j3 `7 _2 i) |
2, 当有'#'或'##'的时候
& i; @) V: K6 q! ]2 y5 \* d

  1. 9 h; V: e: s, L" Y  D3 l
  2. #define A (2)
    8 _6 u9 P( h4 s% U' Z2 v4 C
  3. #define STR(s) #s
    $ |) h3 ]/ B! Q; v
  4. #define CONS(a,b) int(a##e##b)
    * X' r+ E$ T0 T$ ?2 n) U
  5. printf("int max: %s\n", STR(INT_MAX)); // INT_MAX #include
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, J! D, O: z3 P+ I& Z* p
这行会被展开为:  i  E5 S" Q. u- L
  1. + x" T) ?) R: o) G) I
  2. printf("int max: %s\n", "INT_MAX");9 n& P: q! Q- r) ?- s
  3. printf("%s\n", CONS(A, A)); // compile error
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5 v+ s6 c  [# v# C) e/ m
这一行则是:
" [  X. x/ T1 L. I5 v7 Z

  1. : t1 b& \3 a, g( j& G4 F
  2. printf("%s\n", int(AeA));
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3 ]7 N( W2 A  ?4 H' W5 H
INT_MAX和A都不会再被展开, 然而解决这个问题的方法很简单. 加多一层中间转换宏. 加这层宏的用意是把所有宏的参数在这层里全部展开, 那么在转换宏里的那一个宏(_STR)就能得到正确的宏参数。
/ X$ Q& }. i, O! R9 v
  1. ; f$ R4 J6 R/ m1 d! K% P/ a
  2. #define A (2)
    2 F# i4 \  u% x$ O4 e' |
  3. #define _STR(s) #s3 u8 M5 J! @; y- e( W& A
  4. #define STR(s) _STR(s) // 转换宏
    . b5 {# L1 L1 E6 F
  5. #define _CONS(a,b) int(a##e##b)' h5 J' \5 H! o" `* ?
  6. #define CONS(a,b) _CONS(a,b) // 转换宏/ o; ^$ A& O- H- B5 r8 F2 ~! r; C
  7. printf("int max: %s\n", STR(INT_MAX)); // INT_MAX,int型的最大值,为一个变量 #include
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' d& m* E4 b6 p* I输出为:" ]& D5 ^6 `$ M( R
  1. 1 P% b. W2 K# n: b  ?% [: I. _
  2. int max: 0x7fffffff* y8 W7 x. D& l* Q% O; v! h  A
  3. STR(INT_MAX) --> _STR(0x7fffffff) 然后再转换成字符串;! r+ n* S. j, }! `4 c; x
  4. printf("%d\n", CONS(A, A))3 q3 l4 f8 o7 `6 l. H
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- d/ W. J+ L% P+ {$ z$ S. _# @2 c/ w  T, v% L$ J. {
输出为:200
! o, S3 G0 @- R1 [. {2 o1 l
! [8 s6 k: [0 }CONS(A, A) --> _CONS((2), (2)) --> int((2)e(2))
  }) p$ @# ?6 s$ b+ p/ t! f7 ]- W7 h9 \2 ]/ r
三、'#'和'##'的一些应用特例
. K* ^- }; V3 |$ H/ S
& K& W' k& c0 D3 y1、合并匿名变量名7 O' {; S' K! t' K: B- A* A) X1 e+ w

  1. 8 ?" ~5 S6 V) @1 x, K
  2. #define ___ANONYMOUS1(type, var, line) type var##line. D- y* P- p, K0 P8 z
  3. #define __ANONYMOUS0(type, line) ___ANONYMOUS1(type, _anonymous, line). H/ G: F+ H! m2 T5 G, g# _8 l  H
  4. #define ANONYMOUS(type) __ANONYMOUS0(type, __LINE__)
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  W! c( x& V% R1 b1 m
例:ANONYMOUS(static int); 即: static int _anonymous70; 70表示该行行号;
! m' i" l" o3 F( [5 A8 y) O: `  r/ `
& e& j3 c5 l9 N" }9 d
第一层:ANONYMOUS(static int); --> __ANONYMOUS0(static int, __LINE__);* o1 ~% ^: a1 K9 \0 Z1 a* V

* u+ ], Q2 D# ]% D9 M4 }% l第二层:--> ___ANONYMOUS1(static int, _anonymous, 70);4 r8 V! t2 K* u& D$ a
& T: ^# n" ~7 V( s% V
第三层:--> static int _anonymous70;+ u9 j  ^6 U# R1 G' x

, |" ?2 }* j- [7 d% q! @4 A即每次只能解开当前层的宏,所以__LINE__在第二层才能被解开;+ i) g  I* ~8 V

5 ^; N: ?& |0 H3 A) x2、填充结构
* c" b) y  H' [, `2 _+ W

  1. 3 J/ t0 m5 D# d8 f
  2. #define FILL(a) {a, #a}+ J" Y; I9 p* c( @6 O/ v  m* M
  3. enum IDD{OPEN, CLOSE};. G* I5 ~$ l: ]2 v2 ]0 P
  4. typedef struct MSG{
    " a8 F$ E! |2 M  Y' T$ p; k- n6 W
  5. IDD id;
    - w% d5 y+ y# L  m' D5 P
  6. const char * msg;6 D% y1 O; ?9 R
  7. }MSG;) ^* j3 ?/ M# R3 @7 l4 `
  8. MSG _msg[] = {FILL(OPEN), FILL(CLOSE)};
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: w9 k  d+ b+ s# Z
相当于:

* S" n- E/ t. f# U4 Z* ?% j! k
  1. ) I4 b- k6 F% C2 g
  2. MSG _msg[] = {{OPEN, "OPEN"},9 T4 H' s; C- A' Q  |! c8 N
  3. {CLOSE, "CLOSE"}};
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$ h* e0 |0 [4 s( Z6 v) I3、记录文件名
  x+ _( }" k, K/ \7 B9 d: `7 V9 L

  1. ) t( b/ n0 n9 B% g. x# u
  2. #define _GET_FILE_NAME(f) #f
    2 Y7 [! q" ]9 \! A7 x0 i" J9 c7 c1 f
  3. #define GET_FILE_NAME(f) _GET_FILE_NAME(f)
    ! r* \' F: O5 q8 i  h$ M+ Z6 N
  4. static char FILE_NAME[] = GET_FILE_NAME(__FILE__);
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" \: K+ m/ m! n, O1 X( q
4、得到一个数值类型所对应的字符串缓冲大小
6 k3 L; L9 u: b: D+ ?

  1. - p9 x9 o5 x; c9 k% f
  2. #define _TYPE_BUF_SIZE(type) sizeof
    9 {( W8 N; u- u- t0 L7 ~: N! a
  3. #type
    . H+ w% Y$ y! `6 b
  4. #define TYPE_BUF_SIZE(type) _TYPE_BUF_SIZE(type)
    9 D3 {( ^, |" _3 Y4 [6 {. R
  5. char buf[TYPE_BUF_SIZE(INT_MAX)]; --> char buf[_TYPE_BUF_SIZE(0x7fffffff)]; --> char buf[sizeof "0x7fffffff"];
复制代码
5 j' ~5 R8 |3 X3 m: R7 D
这里相当于:char buf[11];
2 q; q! Z& o* w' E: m/ q8 X- ~# x

5 f2 H- A# c- h% Y0 o" c" l最后,写单片机程序也是程序,也要遵循写软件的一些基本原则,不是为了完成功能那么简单。我看过的所有的C语言单片机书籍基本都不注重模块化思想,完全是拿着C当汇编用,简直是在糟蹋C语言!- N2 `) |7 E" Q9 F) h
+ O- v, y; g) o7 D5 }3 r
如下问题,几乎所有的单片机书籍中都大量存在(更别说网上的和现实中的代码了,书上都写的那么差劲,学的人能好到哪里去):
; _$ n- K$ F) G8 D, S4 z6 O

% j3 w, E' Y) C7 c3 Y3 w1、变量到处定义,根本不管变量的生命周期是否合适(请回答:全局变量、局部变量、静态变量、volatile变量有什么区别联系?)
: I0 e) R! Q7 ^( X
9 r1 T4 z0 S2 Z2、变量名称极不规范,根本从名字上看不出来这个变量类型是什么,到底想干什么。

3 s( B! D* ?- A* z/ c/ q
# F+ n4 y3 z" q6 L0 h$ l' w% j3、函数定义几乎不用参数,全都是void
* d: Y0 h4 V+ e/ n3 J

7 f4 x/ p, p1 t- `2 f9 v7 H, {6 m4、语句写的一点都不直观,根本就是在用汇编。比如:想取一个字长的高字节和低字节,应该定义一个宏或是函数来做,如#define HIBYTE(w) ((BYTE)((DWORD)(w) >> 8)),以后直接用HIBYTE()多直观,难道非得用(BYTE)((DWORD)(w) >> 8)代表你的移位操作的水平很高吗?

0 C. P5 ?/ M( a9 u8 L  C: t* a+ u2 a7 [
5、最重要的一点,没有建立模块化的编程思想。一个程序往往要很多部分协同工作,需要把不同的功能分离出来单独创建一个.h和.c的文件,然后在头文件中把可以访问的函数暴露出来。
9 @! H# u+ ?; \, D% B9 Q

3 B3 g/ W1 s8 N- H; Y2 k4 ^* C, B  O6、不思考曾经做过的程序是否还有改进的余地,写程序如果只是为了写而写,一辈子也长进不了多少!
. L# Z1 O* g, i- F% g. ]' \( B
赞 收藏 3 评论1 发布时间:2020-3-31 12:14

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1个回答
pxforever 回答时间:2020-4-1 12:11:24
很喜欢这个帖子,说道心坎里,部分代码看到完全是眼前一亮,一种linux源码的感觉
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