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    嵌入式工程師必知的C語音“三板斧”

    • 發布:嵌入式培訓
    • 來源:嵌入式問答
    • 時間:2017-08-14 11:47

    作為嵌入式工程師,寫一個效率高效,思路清晰的C語言程序是我們的終極目標,那么,怎么才能寫好這樣的程序呢?首先,我們要用C語言的思維方式來進行程序的構架構建;其次,要有良好的C語言算法基礎,以此來實現程序的邏輯構架;最后,靈活運用C語言的指針操作。

    雖然看起來以上的說法很抽象,給人如墜霧里的感覺,其實就是用C語言進行遇到問題、分析問題和解決問題的過程。那么,下文將給你介紹如何耍這“三板斧”。

    嵌入式工程師在編寫C語言程序的時候,要針對遇到的問題進行程序構架構建。

    比如我們要處理“猴子選大王”的經典問題:一群猴子,手拉手排成一個圓,從任意一只猴子開始從1開始報數,當遇到要排除的數(預先設定)時該猴子退出該圈,從下一只猴子開始繼續從1報數,如此反復,最終剩下的猴子便是猴子的大王。那么,這“三板斧”該如何使用呢?

    第一板斧,用C語言的思維方式進行程序構架構建

    程序分為三大部分:

    a、數據獲取,為了程序的運行,上面的問題要獲得猴子的總數,從那只猴子開始和剔除的個數;

    b、數據運算,需要從一堆數據中剔除相應的數據,注意邏輯的正確;

    c、提高程序的運行速率,少用循環多用指針。

    第二板斧,用C語言進行邏輯實現

    a、 數據獲取,通過printf和scanf進行參數的獲取。

    /* 讀入問題條件 */

    printf("input total num:");

    scanf("%d", &n);

    printf("from which num begin:");

    scanf("%d", &k);

    if(k>n||k==0)

    {printf("please input the right begin num");

    return 1; }

    printf("input the out num:");

    scanf("%d", &m);

    if(m>n||m==0)

    { printf("please input the right del num");

    return 2; }

    同時注意異常時的處理,比如上面兩個if語句就是異常情況的判斷,每種異常情況對應不同的返回值,這樣便于程序過程的調試和數據的合法性。

    b、 /* 定義鏈表節點類型 */

    typedef struct node

    {

    int data;

    struct node *next;

    }linklist;

    構建循環鏈表進行“猴子”的圓圈建設。

    /* 創建循環鏈表,頭節點也存信息 */

    head = (linklist*) malloc(sizeof(linklist));

    p = head;

    p->data = 1;

    p->next = p;

    /* 初始化循環鏈表 */

    for (i = 2; i <= n; i++)

    {

    s = (linklist*) malloc(sizeof(linklist));

    s->data = i;

    s->next = p->next;

    p->next = s;

    p = p->next;

    }

    通過該步驟后,head和p(present)都成了一個“猴子圈”的鏈表。在該鏈表的構建過程中需要注意一下幾點:內存的開辟,此時遵守使用多少開辟多少的原則。

    如果一下開辟過多,會引起內存泄露的問題,但是,這個小程序是不會遇到這種問題了。其次是熟悉循環鏈表的構建方法:鏈表的尾巴指向鏈表的頭。這個時候有心的話還會聯想到雙向鏈表的情況。

    c、 /* 找到第 k 個節點 */

    p = head;

    for (i = 1; i <= k; i++)

    {

    p = p->next;

    }

    找到從第幾個位置開始計數。此時,p指向開始的“猴子”。因為采用了鏈表方法,這個過程只需要關注p指針的next指向即可。

    a、 保存初始的“猴子”圓圈參數。

    /* 保存節點總數 */

    total = n;

    printf("\nthe out num:");

    q = head;

    為什么要保留這個呢?首先要控制猴子數目,所以保留了全部的數目。其次用q(qurry)來保留剔除猴子前面的鏈表,并連接剔除猴子后的鏈表。這樣,完成了循環鏈表的元素刪除。

    b、 猴子查數。

    猴子查數是整個程序的關鍵,需要完成以下任務:a、找到開始的“猴子”數;b、刪除該“猴子”;c、將刪除掉的循環鏈表首尾連接起來。

    /* 只剩一個節點時停止循環 */

    while (total != 1)

    {

    /* 報數過程,p指向要刪除的節點 */

    for (i = 1; i < m; i++)

    {

    p = p->next;

    }

    /* 打印要刪除的節點序號 */

    printf("[%d] ", p->data);

    /* q 指向 p 節點的前驅 */

    while (q->next != p)

    {

    q = q->next;

    }

    /* 刪除 p 節點 */

    q->next = p->next;

    /* 保存被刪除節點指針 */

    s = p;

    /* p 指向被刪除節點的后繼 */

    p = p->next;

    /* 釋放被刪除的節點 */

    free(s);

    /* 節點個數減一 */

    total--;

    }

    /* 打印最后剩下的節點序號 */

    printf("\n\nthe last num:[%d] \n\n", p->data);

    free(p);

    }

    通過以上數據運算,可以完成相應鏈表元素的刪除,這或許就是C語言程序的魅力所在。

    第三把斧,使用C語言的指針

    比如本程序的鏈表指針的定義,p,s,q。

    linklist *head, *p, *s, *q;

    我們知道,指針操作不但可以減少數據操作需要的內存,還可以提高程序的運行速度,這在另一方面達到了我們的“第三把斧”的目的。

    指針的優勢,或許在本程序中表現的不明顯,在大量數據和對操作速度要求比較敏感的情況下會很明顯,比如Linux內核中,就會有很好的體現。

    總之,對于嵌入式工程師,不但能設計出好的硬件電路,如果也能寫出好的軟件程序就會讓我們的生活更加美好。工程師們,耍起這“C語言的三把斧”!

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