| ［編者按］ 為使廣大嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)人員系統(tǒng)地了解和掌握一些先進(jìn)應(yīng)用、開發(fā)技術(shù),本刊從創(chuàng)刊號起開辟《學(xué)習(xí)園地》欄目。上半年集中介紹嵌入式C編程技術(shù)（一）~（六）,內(nèi)容包括單片機C語言應(yīng)用程序設(shè)計中的變量定義和變量空間、C語言編程技巧、函數(shù)有效使用及混合編程技術(shù)。 嵌入式C編程技術(shù)（五） 北京理工大學(xué)馬忠梅 三、 函數(shù)的有效使用 這部分包括使用宏函數(shù)減少函數(shù)的調(diào)用、參數(shù)傳遞的方法和函數(shù)返回值的類型。 1 使用宏函數(shù)減少函數(shù)的調(diào)用 （1） 什么是宏 使用“#define”預(yù)處理命令定義宏： #define 宏名 文本串 “#define”是用一串字符替換另一串字符的命令。一旦定義了“#define 串”,每次宏名在程序中出現(xiàn)時都會用指定的串來代替。 例如： #define ERR 0 宏定義后,串“ERR”每次在程序中出現(xiàn)時都用0來代替。 宏也可以有參數(shù),如 #define 宏名（參數(shù)表）文本串 即定義了1個宏函數(shù)。在這種情況下,一旦用“#define 串”定義了1個宏函數(shù),后續(xù)的程序中出現(xiàn)的宏函數(shù)都會由指定的串來代替。 例如,下面的宏函數(shù)定義： #define max(x,y) ((x>y)?x:y) 每次“max(x,y)”出現(xiàn)在程序中,都要完成對x,y值的((x>y)?x:y)操作。 宏定義和宏函數(shù)程序舉例如下： 程序1 #define SIZE 100 #define check(x) ((｀0'<=x && x<=｀9') \(｀a'<=x && x<=｀f ') \(｀A'<=x && x<=｀F ')) char buf\[SIZE\]; int macro_1( ) { int i,cnt=0; for(i=0;i<100;++i) if(check(buf\[i\])) ++cnt; return(cnt); } 程序2 char buf\[100\]; int macro_1( ) { int i,cnt=0; for(i=0;i<100;++i) if( (｀0'<=buf\[i\] && buf\[i\]<=｀9') \(｀a'<=buf\[i\] && buf\[i\]<=｀f') \(｀A'<=buf\[i\] && buf\[i\]<=｀F') ) ++cnt; return(cnt); } 程序2是程序1在宏和宏函數(shù)使用后的實際替換情況。在這個例子里,一個宏定義定義了串“SIZE”為100,另一個定義了宏函數(shù)“check(x)”。當(dāng)串“SIZE”出現(xiàn)在“macro_1( )”函數(shù)的執(zhí)行過程中時,它用“100”來替換;而且,當(dāng)串“check(x)”出現(xiàn)時,它用宏函數(shù)的函數(shù)內(nèi)容替換,然后完成處理過程。 （2） 函數(shù)和宏函數(shù)的比較 這部分討論常規(guī)函數(shù)和宏函數(shù)的區(qū)別。 當(dāng)編寫大的軟件系統(tǒng)時,經(jīng)常使用的只有幾步的處理過程常常作為函數(shù)。但是,盡管是短函數(shù),也總須要使用堆�？臻g,至少是保留返回地址。 建議像這種情況使用宏函數(shù)。宏函數(shù)同主程序分開,用預(yù)處理命令定義,然后通過編譯程序把它們嵌入到使用宏的函數(shù)中。這樣,宏出現(xiàn)得越多,生成的代碼就越大。 下面是改成宏函數(shù)后省去的開銷： · 參數(shù)傳遞處理; · 返回地址保存; · 局部變量空間; · 返回值處理。 通過使用宏函數(shù),就可以減少上述和函數(shù)調(diào)用有關(guān)的開銷,從而減少了相應(yīng)的運行時間。 下面是使用函數(shù)和使用宏函數(shù)的比較。 程序1 1〖3〗#define SIZE 100〖1〗2〖1〗3〖3〗int check(char i);〖1〗4〖3〗char buf\[SIZE\];〖1〗5〖1〗6〖3〗int macro_1()〖1〗7〖3〗{〖1〗8〖〗1〖〗int i,cnt=0;〖1〗9〖〗1〖1〗10〖〗1〖〗for(i=0;i<100;++i)〖1〗11〖〗1〖〗if(check(buf\[i\]))〖1〗12〖〗1〖〗++cnt;〖1〗13〖〗1〖1〗14〖〗1〖〗return(cnt);〖1〗15〖〗1〖〗}〖1〗16〖1〗17〖3〗int check(char i)〖1〗18〖3〗{ 〖1〗19〖〗1〖〗if((｀0'<=i && i<=｀9') \\〖1〗20〖〗1〖〗(｀a'<=i && i<=｀f') \\〖1〗21〖〗1〖〗(｀A'<=i && i<=｀F'))〖1〗22〖〗1〖〗return(1);〖1〗23〖〗1〖〗else〖1〗24〖〗1〖〗return(0);〖1〗25〖〗1〖〗} MODULE INFORMATION:STATIC OVERLAYABLE CODE SIZE= 129\ \ \ \ CONSTANT SIZE=\ \ \ \ \ \ \ \ XDATA SIZE=\ \ \ \ \ \ \ \ PDATA SIZE=\ \ \ \ \ \ \ \ DATA SIZE=1004 IDATA SIZE=\ \ \ \ \ \ \ \ BIT SIZE=\ \ \ \ \ \ \ \ END OF MODULE INFORMATION. 程序2 1〖3〗#define SIZE 100〖1〗2〖1〗3〖3〗#define check(x) ((｀0'<=x && x<=｀9') \\〖1〗4〖3〗(｀a'<=x && x<=｀f') \\〖1〗5〖3〗(｀A'<=x && x<=｀F'))〖1〗6〖1〗7〖3〗char buf\[SIZE\];〖1〗8〖3〗〖1〗9〖3〗int macro_1()〖1〗10〖3〗{〖1〗11〖〗1〖〗int i,cnt=0;〖1〗12〖〗1〖1〗13〖〗1〖〗for(i=0;i<100;++i)〖1〗14〖〗1〖〗if(check(buf\[i\]))〖1〗15〖〗1〖〗++cnt;〖1〗16〖〗1〖1〗17〖〗1〖〗return(cnt);〖1〗18〖〗1〖〗} MODULE INFORMATION:STATIC OVERLAYABLE CODE SIZE= 94\ \ \ \ CONSTANT SIZE=\ \ \ \ \ \ \ \ XDATA SIZE=\ \ \ \ \ \ \ \ PDATA SIZE=\ \ \ \ \ \ \ \ DATA SIZE=100\ \ \ \ IDATA SIZE=\ \ \ \ \ \ \ \ BIT SIZE=\ \ \ \ \ \ \ \ END OF MODULE INFORMATION. 程序1處理過程定義成函數(shù)。“check( )”函數(shù)調(diào)用完成對“char”型數(shù)組“buf\[ \]”的處理。程序2處理過程定義成宏函數(shù)。程序執(zhí)行時,由于“check( )”宏函數(shù)處理擴展成行內(nèi)代碼,根本不需要使用堆棧保存返回地址,也不需要參數(shù)傳遞。盡管由于宏函數(shù)代碼嵌入到宏出現(xiàn)的程序主體中,多次使用宏函數(shù)會比使用常規(guī)的函數(shù)調(diào)用產(chǎn)生更多的代碼,但減少了堆棧的使用和內(nèi)部RAM單元的使用。 在這個例子里,由于數(shù)組元素作為函數(shù)的參數(shù),每次使用函數(shù)都要進(jìn)行地址的計算。這就是為什么宏函數(shù)比調(diào)用函數(shù)產(chǎn)生代碼更 |
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