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C语言开发单片机如何避免全局变量过多混乱

2023-04-12 09:28
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今天继续转载小号一篇原创内容,这个问题写过几次,但是有时候想得没那么周全,这个问题也是成长必经的,所以又写了一篇,如果对老铁们有帮助,麻烦点下面小卡片关注一波。

每个攻城狮的成长经历,目标总是相似的。

刚开始学习这门技术的时候,希望自己能独立做出各种各样智能的产品。

有了这能力,更有竞争力,也更挣钱,在越来越智能的时代不至于被抛弃。

可惜并不是每个人都能走到终点。

很多人学着学着就学不动了,最后遗憾放弃

有些人虽然走了很多弯路,凭借惊人毅力一样挺了过来。

这一路有太多的瓶颈需要突破,每一个都可能决定你是天选之人,还是淘汰者。

对于刚入行的工程师来说,有一个瓶颈非常难突破。

那就是如何让自己写出来的程序更专业。

有很长一段时间,虽然功能自己都能写出来,但是总是觉得自己的程序写得乱七八糟。

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上图是我刚从事单片机开发1年写的程序,不知道大家看出什么问题没有。

我来给大家分析下:

1.整个项目程序都写在main函数里

2.全局变量过多

3.没模块化思维

就是这个项目程序逻辑,调到我快崩溃了。

其实产品也不复杂,就是一个太阳能热水器的控制板。

不过一组合起来,功能之间就会相互冲突得很厉害,导致改了这里,那里又出问题。

一出问题所有功能又要重新测一遍。

如果你没经历过这种问题,你不会理解程序架构的重要性。

程序架构的好坏会影响整个程序的方方面面。

比如说全局变量,后面我也意识到了这个问题。

就是全局变量多了,程序大了会掌控不住。

第一个是要避免全局变量名字重复,第二个如果哪个变量没做注释,1个月后干干净净。

特别是你把整个项目功能的全局变量定义在一起的时候,简直就是灾难。

但是,不用全局变量肯定也是不可能的

只是要用得合理,这时候就比较考验工程师的经验了。

我是怎么做的?

拿我们无际单片机编程物联网网关那个课程项目来举例。

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我采用了模块化编程的思维,从整体架构上分硬件层和应用层。

一般来说还有中间层,比如解析一些协议之类,项目中间层的代码不多,被我简化了。

每个功能模块的全局变量,都定义在各自的.c文件里。

跟我做的那个太阳能热水器控制板的程序对比,虽然全局变量的数量可能没变,但是很明显模块化的写法更加清晰。

当然,这不是让代码看起来更清爽这么简单,还有功能可扩展性强,可移植性强的优势。

可扩展性强,听起来是一个专业术语,可能很多新手不是很理解什么意思。

你试想一下,好不容易产品功能代码完成,测试也没问题了,交付给客户测试。

客户测试完,说要改功能,来来回回改个7,8次,你是不是离职的心都有了?

这是常态,客户对于技术是一个小白,他并不知道他的一句话的背后,你需要付出多少。

有经验的工程师,从学会有能力偷懒开始,再急的项目,你做完还有空闲时间那才牛逼。

这就是代码可扩展性的重要性。

下面再来说说可移植性。

可移植性是相对单片机(硬件平台)来说的。

比如说这个项目以前我在STM32单片机上做的,现在芯片涨价了,老板要求换成GD32的替代。

这个时候就考验你程序的移植性了。

有经验工程师写出来的程序,一般只需要改改硬件层的外设接口,应用层的产品逻辑功能代码基本不用动。

而菜鸡可能就要重写整个代码了…

一个全局变量的问题,看似简单,要想解决,还是得站在整个程序架构的角度去思考。

如果,你离这个阶段还很远,还有一个比较便捷的方法。

就是用结构体

用面向对象的思维,把同类的变量统一定义成结构体。

比如说时间分为年、月、日、周、时、分、秒。

如果用单独全局变量的形式,比较零散,也比较难管理。

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这种,就比较适合用结构体了,因为这些都属于”时间”这个对象的参数。

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类似的还有很多,比如说GPIO也算一个对象,参数有端口号、引脚号、输入模式、输出模式、频率等。

可以看看STM32固件库,就是很典型的面向对象编程思维。

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