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標題: 嵌入式工程師，耍起C語言的萬能“三板斧” [打印本頁]

作者: 技術小白 時間: 2017-8-15 14:59
標題: 嵌入式工程師，耍起C語言的萬能“三板斧”
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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