第56節(jié)：指針作為數(shù)組在函數(shù)中的輸入輸出接口
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通過前面幾個(gè)章節(jié)的學(xué)習(xí)，我們知道指針在函數(shù)的接口中，天生就是既可以做輸入，也可以是做輸出，它是雙向性的，類似全局變量的特點(diǎn)。我們根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的情況，在必要的時(shí)候可以直接把輸入接口和輸出接口合并在一起，這種方法的缺點(diǎn)是沒有把輸入和輸出分開，沒有那么直觀。但是優(yōu)點(diǎn)也是很明顯的，就是比較省程序ROM容量和數(shù)據(jù)RAM容量，而且運(yùn)行效率也比較快。這一節(jié)要教大家一個(gè)知識(shí)點(diǎn)：指針作為數(shù)組在函數(shù)中輸入輸出接口的特點(diǎn)。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201611/319752.htm具體內(nèi)容，請(qǐng)看源代碼講解。
(1)硬件平臺(tái)：
基于朱兆祺51單片機(jī)學(xué)習(xí)板。
(2)實(shí)現(xiàn)功能：
把5個(gè)隨機(jī)數(shù)據(jù)按從大到小排序，用冒泡法來排序。
通過電腦串口調(diào)試助手，往單片機(jī)發(fā)送EB 00 55 08 06 09 05 07 指令，其中EB 00 55是數(shù)據(jù)頭，08 06 09 05 07 是參與排序的5個(gè)隨機(jī)原始數(shù)據(jù)。單片機(jī)收到指令后就會(huì)返回13個(gè)數(shù)據(jù)，最前面5個(gè)數(shù)據(jù)是第3種方法的排序結(jié)果，中間3個(gè)數(shù)據(jù)EE EE EE是第3種和第4種的分割線，為了方便觀察，沒實(shí)際意義。最后5個(gè)數(shù)據(jù)是第4種方法的排序結(jié)果.
比如電腦發(fā)送：EB 00 55 08 06 09 05 07
單片機(jī)就返回：09 08 07 06 05 EE EE EE 09 08 07 06 05
串口程序的接收部分請(qǐng)參考第39節(jié)。串口程序的發(fā)送部分請(qǐng)參考第42節(jié)。
波特率是：9600 。
(3)源代碼講解如下：
#include "REG52.H"
#define const_array_size 5 //參與排序的數(shù)組大小
#define const_voice_short 40 //蜂鳴器短叫的持續(xù)時(shí)間
#define const_rc_size 10 //接收串口中斷數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)數(shù)組大小
#define const_receive_time 5 //如果超過這個(gè)時(shí)間沒有串口數(shù)據(jù)過來，就認(rèn)為一串?dāng)?shù)據(jù)已經(jīng)全部接收完，這個(gè)時(shí)間根據(jù)實(shí)際情況來調(diào)整大小
void initial_myself(void);
void initial_peripheral(void);
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
void delay_short(unsigned int uiDelayShort);
void T0_time(void); //定時(shí)中斷函數(shù)
void usart_receive(void); //串口接收中斷函數(shù)
void usart_service(void); //串口服務(wù)程序,在main函數(shù)里
void eusart_send(unsigned char ucSendData);
void big_to_small_sort_3(unsigned char *p_ucInputBuffer,unsigned char *p_ucOutputBuffer);//第3種方法 把一個(gè)數(shù)組從大到小排序
void big_to_small_sort_4(unsigned char *p_ucInputAndOutputBuffer);//第4種方法 把一個(gè)數(shù)組從大到小排序
sbit beep_dr=P2^7; //蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)IO口
unsigned int uiSendCnt=0; //用來識(shí)別串口是否接收完一串?dāng)?shù)據(jù)的計(jì)時(shí)器
unsigned char ucSendLock=1; //串口服務(wù)程序的自鎖變量，每次接收完一串?dāng)?shù)據(jù)只處理一次
unsigned int uiRcregTotal=0; //代表當(dāng)前緩沖區(qū)已經(jīng)接收了多少個(gè)數(shù)據(jù)
unsigned char ucRcregBuf[const_rc_size]; //接收串口中斷數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)數(shù)組
unsigned int uiRcMoveIndex=0; //用來解析數(shù)據(jù)協(xié)議的中間變量
unsigned char ucUsartBuffer[const_array_size]; //從串口接收到的需要排序的原始數(shù)據(jù)
unsigned char ucGlobalBuffer_3[const_array_size]; //第3種方法，用來接收輸出接口數(shù)據(jù)的全局變量數(shù)組
unsigned char ucGlobalBuffer_4[const_array_size]; //第4種方法，用來輸入和輸出接口數(shù)據(jù)的全局變量數(shù)組
void main()
{
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
usart_service(); //串口服務(wù)程序
}
}
/* 注釋一：
* 第3種方法，為了改進(jìn)第2種方法的用戶體驗(yàn)，用指針為函數(shù)多增加一個(gè)數(shù)組輸出接口。
* 這樣，函數(shù)的數(shù)組既有輸入接口，又有輸出接口，已經(jīng)堪稱完美了。
* 本程序中*p_ucInputBuffer輸入接口，*p_ucOutputBuffer是輸出接口。
*/
void big_to_small_sort_3(unsigned char *p_ucInputBuffer,unsigned char *p_ucOutputBuffer)//第3種方法 把一個(gè)數(shù)組從大到小排序
{
unsigned char i;
unsigned char k;
unsigned char ucTemp; //在兩兩交換數(shù)據(jù)的過程中，用于臨時(shí)存放交換的某個(gè)變量
unsigned char ucBuffer_3[const_array_size]; //第3種方法，參與具體排序算法的局部變量數(shù)組
for(i=0;i
{
ucBuffer_3[i]=p_ucInputBuffer[i]; //參與排序算法之前，先把輸入接口的數(shù)據(jù)全部搬移到局部變量數(shù)組中。
}
//以下就是著名的 冒泡法排序。詳細(xì)講解請(qǐng)找百度。
for(i=0;i<(const_array_size-1);i++) //冒泡的次數(shù)是(const_array_size-1)次
{
for(k=0;k<(const_array_size-1-i);k++) //每次冒泡的過程中，需要兩兩比較的次數(shù)是(const_array_size-1-i)
{
if(ucBuffer_3[const_array_size-1-k]>ucBuffer_3[const_array_size-1-1-k]) //后一個(gè)與前一個(gè)數(shù)據(jù)兩兩比較
{
ucTemp=ucBuffer_3[const_array_size-1-1-k]; //通過一個(gè)中間變量實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)據(jù)交換
ucBuffer_3[const_array_size-1-1-k]=ucBuffer_3[const_array_size-1-k];
ucBuffer_3[const_array_size-1-k]=ucTemp;
}
}
}
for(i=0;i
{
p_ucOutputBuffer[i]=ucBuffer_3[i]; //參與排序算法之后，把運(yùn)算結(jié)果的數(shù)據(jù)全部搬移到輸出接口中，方便外面程序調(diào)用
}
}
/* 注釋二：
* 第4種方法.指針在函數(shù)的接口中，天生就是既可以做輸入，也可以是做輸出，它是雙向性的，類似全局變量的特點(diǎn)。
* 我們可以根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目的情況，在必要的時(shí)候可以直接把輸入接口和輸出接口合并在一起，
* 這種方法的缺點(diǎn)是沒有把輸入和輸出分開，沒有那么直觀。但是優(yōu)點(diǎn)也是很明顯的，就是比較
* 省程序ROM容量和數(shù)據(jù)RAM容量，而且運(yùn)行效率也比較快?，F(xiàn)在介紹給大家。
* 本程序的*p_ucInputAndOutputBuffer是輸入輸出接口。
*/
void big_to_small_sort_4(unsigned char *p_ucInputAndOutputBuffer)//第4種方法 把一個(gè)數(shù)組從大到小排序
{
unsigned char i;
unsigned char k;
unsigned char ucTemp; //在兩兩交換數(shù)據(jù)的過程中，用于臨時(shí)存放交換的某個(gè)變量
//以下就是著名的 冒泡法排序。詳細(xì)講解請(qǐng)找百度。
for(i=0;i<(const_array_size-1);i++) //冒泡的次數(shù)是(const_array_size-1)次
{
for(k=0;k<(const_array_size-1-i);k++) //每次冒泡的過程中，需要兩兩比較的次數(shù)是(const_array_size-1-i)
{
if(p_ucInputAndOutputBuffer[const_array_size-1-k]>p_ucInputAndOutputBuffer[const_array_size-1-1-k]) //后一個(gè)與前一個(gè)數(shù)據(jù)兩兩比較
{
ucTemp=p_ucInputAndOutputBuffer[const_array_size-1-1-k]; //通過一個(gè)中間變量實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)據(jù)交換
p_ucInputAndOutputBuffer[const_array_size-1-1-k]=p_ucInputAndOutputBuffer[const_array_size-1-k];
p_ucInputAndOutputBuffer[const_array_size-1-k]=ucTemp;
}
}
}
}
void usart_service(void) //串口服務(wù)程序,在main函數(shù)里
{
unsigned char i=0;
if(uiSendCnt>=const_receive_time&&ucSendLock==1) //說明超過了一定的時(shí)間內(nèi)，再也沒有新數(shù)據(jù)從串口來
{
ucSendLock=0; //處理一次就鎖起來，不用每次都進(jìn)來,除非有新接收的數(shù)據(jù)
//下面的代碼進(jìn)入數(shù)據(jù)協(xié)議解析和數(shù)據(jù)處理的階段
uiRcMoveIndex=0; //由于是判斷數(shù)據(jù)頭，所以下標(biāo)移動(dòng)變量從數(shù)組的0開始向最尾端移動(dòng)
while(uiRcregTotal>=5&&uiRcMoveIndex<=(uiRcregTotal-5))
{
if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+0]==0xeb&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+1]==0x00&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+2]==0x55) //數(shù)據(jù)頭eb 00 55的判斷
{
for(i=0;i
{
ucUsartBuffer[i]=ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3+i]; //從串口接收到的需要被排序的原始數(shù)據(jù)
}
//第3種運(yùn)算方法，依靠指針為函數(shù)增加一個(gè)數(shù)組的輸出接口
//通過指針輸出接口，排序運(yùn)算后的結(jié)果直接從這個(gè)輸出口中導(dǎo)出到ucGlobalBuffer_3數(shù)組中
big_to_small_sort_3(ucUsartBuffer,ucGlobalBuffer_3); //ucUsartBuffer是輸入的數(shù)組，ucGlobalBuffer_3是接收排序結(jié)果的數(shù)組
for(i=0;i
{
eusart_send(ucGlobalBuffer_3[i]); //把用第3種方法排序后的結(jié)果返回給上位機(jī)觀察
}
eusart_send(0xee); //為了方便上位機(jī)觀察，多發(fā)送3個(gè)字節(jié)ee ee ee作為第2種方法與第3種方法的分割線
eusart_send(0xee);
eusart_send(0xee);
//第4種運(yùn)算方法，依靠一個(gè)指針作為函數(shù)的輸入輸出接口。
//通過這個(gè)指針輸入輸出接口，ucGlobalBuffer_4數(shù)組既是輸入數(shù)組，也是輸出數(shù)組，排序運(yùn)算后的結(jié)果直接存放在它本身，類似于全局變量的特點(diǎn)。
for(i=0;i
{
ucGlobalBuffer_4[i]=ucUsartBuffer[i]; //把需要被排序的原始數(shù)據(jù)傳遞給接收輸入輸出數(shù)組ucGlobalBuffer_4，
}
big_to_small_sort_4(ucGlobalBuffer_4);
for(i=0;i
{
eusart_send(ucGlobalBuffer_4[i]); //把用第4種方法排序后的結(jié)果返回給上位機(jī)觀察
}
break; //退出循環(huán)
}
uiRcMoveIndex++; //因?yàn)槭桥袛鄶?shù)據(jù)頭，游標(biāo)向著數(shù)組最尾端的方向移動(dòng)
}
uiRcregTotal=0; //清空緩沖的下標(biāo)，方便下次重新從0下標(biāo)開始接受新數(shù)據(jù)
}
}
void eusart_send(unsigned char ucSendData) //往上位機(jī)發(fā)送一個(gè)字節(jié)的函數(shù)
{
ES = 0; //關(guān)串口中斷
TI = 0; //清零串口發(fā)送完成中斷請(qǐng)求標(biāo)志
SBUF =ucSendData; //發(fā)送一個(gè)字節(jié)
delay_short(400); //每個(gè)字節(jié)之間的延時(shí)，這里非常關(guān)鍵，也是最容易出錯(cuò)的地方。延時(shí)的大小請(qǐng)根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目來調(diào)整
TI = 0; //清零串口發(fā)送完成中斷請(qǐng)求標(biāo)志
ES = 1; //允許串口中斷
}
void T0_time(void) interrupt 1 //定時(shí)中斷
{
TF0=0; //清除中斷標(biāo)志
TR0=0; //關(guān)中斷
if(uiSendCnt
{
uiSendCnt++; //表面上這個(gè)數(shù)據(jù)不斷累加，但是在串口中斷里，每接收一個(gè)字節(jié)它都會(huì)被清零，除非這個(gè)中間沒有串口數(shù)據(jù)過來
ucSendLock=1; //開自鎖標(biāo)志
}
TH0=0xfe; //重裝初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;
TR0=1; //開中斷
}
void usart_receive(void) interrupt 4 //串口接收數(shù)據(jù)中斷
{
if(RI==1)
{
RI = 0;
++uiRcregTotal;
if(uiRcregTotal>const_rc_size) //超過緩沖區(qū)
{
uiRcregTotal=const_rc_size;
}
ucRcregBuf[uiRcregTotal-1]=SBUF; //將串口接收到的數(shù)據(jù)緩存到接收緩沖區(qū)里
uiSendCnt=0; //及時(shí)喂狗，雖然main函數(shù)那邊不斷在累加，但是只要串口的數(shù)據(jù)還沒發(fā)送完畢，那么它永遠(yuǎn)也長(zhǎng)不大,因?yàn)槊總€(gè)中斷都被清零。
}
else //發(fā)送中斷，及時(shí)把發(fā)送中斷標(biāo)志位清零
{
TI = 0;
}
}
void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
{
unsigned int i;
unsigned int j;
for(i=0;i
{
for(j=0;j<500;j++) //內(nèi)嵌循環(huán)的空指令數(shù)量
{
; //一個(gè)分號(hào)相當(dāng)于執(zhí)行一條空語(yǔ)句
}
}
}
void delay_short(unsigned int uiDelayShort)
{
unsigned int i;
for(i=0;i
{
; //一個(gè)分號(hào)相當(dāng)于執(zhí)行一條空語(yǔ)句
}
}
void initial_myself(void) //第一區(qū) 初始化單片機(jī)
{
beep_dr=1; //用PNP三極管控制蜂鳴器，輸出高電平時(shí)不叫。
//配置定時(shí)器
TMOD=0x01; //設(shè)置定時(shí)器0為工作方式1
TH0=0xfe; //重裝初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;
//配置串口
SCON=0x50;
TMOD=0X21;
TH1=TL1=-(11059200L/12/32/9600); //這段配置代碼具體是什么意思，我也不太清楚，反正是跟串口波特率有關(guān)。
TR1=1;
}
void initial_peripheral(void) //第二區(qū) 初始化外圍
{
EA=1; //開總中斷
ES=1; //允許串口中斷
ET0=1; //允許定時(shí)中斷
TR0=1; //啟動(dòng)定時(shí)中斷
}
總結(jié)陳詞：
通過本章的學(xué)習(xí)，我們知道指針在函數(shù)接口中的雙向性，這個(gè)雙向性是一把雙刃劍，既給我們帶來便捷，也給我們?cè)谝韵聝蓚€(gè)場(chǎng)合中帶來隱患。
第一個(gè)場(chǎng)合：當(dāng)需要把輸入接口和輸出接口分開時(shí)，我們希望輸入接口的參數(shù)不要被意外改變，改變的僅僅只能是輸出接口的數(shù)據(jù)。但是指針的雙向性，就有可能導(dǎo)致我們?cè)趯懞瘮?shù)內(nèi)部代碼的時(shí)候一不小心改變而沒有發(fā)覺。
第二個(gè)場(chǎng)合：如果是一個(gè)現(xiàn)成封裝好的函數(shù)直接給我們調(diào)用，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)是指針作為接口的時(shí)候，我們就不敢確定這個(gè)接口是輸入接口，還是輸出接口，或者是輸入輸出接口，我們傳遞進(jìn)去的參數(shù)可能會(huì)更改，除非用之前進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，否則是沒有安全感可言的。
有沒有辦法巧妙的解決以上兩個(gè)問題?當(dāng)然有。欲知詳情，請(qǐng)聽下回分解-----為指針加上緊箍咒const，避免意外修改了只做輸入接口的數(shù)據(jù)。
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