单片机开发项目全局变量太多怎么管理?

大家好,我是无际。

最近有几个小伙伴反映说自己写程序感觉很乱,不知道怎么去规划,想到什么就写什么,全局变量满天飞,代码一多就出现好多问题。

而且如果自己写的程序不加注释的话,过几个月发现看不懂了。

一个工程师的成长过程,总是惊人地相似,曾经我也和大家一样,一直想解决程序如何写能更好这个问题。

全局变量太多难管理,看起来是个小问题,要想解决其实背后涉及很多东西,否则不如你直接加注释来得更直接。

变量确实要用,你省不了,你只能通过别的方式去规避乱的问题,比如说一些编程技巧和思维

后面经过无数项目洗礼,我个人领悟是:一个程序写得好不好,主要看程序算法程序架构

先来说说算法好了,算法不是刚需。

很多新手以为程序要想写得好,跟英语和数学水平有关系。

今天我给大家交个底,并不是,最多数学好算法能做得更优,大多数产品算法都不复杂,单片机能做多复杂的运算是吧?

很多算法,难在前端公式剖析,不管再复杂的项目都好,最后体现在程序里的都是加减乘除,与或等这些简单运算。

举个例子:

请给出能够计算出结果等于8的公式。

不同的人,计算出来的公式可能是不一样的,比如以下几种公式都能实现。

公式1:(1+1)*(2+2);

公式2: 1<<3

很明显,公式2的计算效率更高,主要是体现在汇编指令更少,机器周期自然更短,所以说算法更好。

实际上真正的算法比这个要复杂得多,这里只是举个例子而已。

像这种公式,一般我们在小笔记本上先算好,最后转成用加减乘除之类的公式用程序写出来。

大多数情况,只要产品实时性要求不是特别苛刻的,公式1和公式2你看不出任何区别。

并不是每个行业的产品都需要算法,每个行业的算法肯定也是不一样。

哪怕你数学很差,都没关系,你找个数学厉害的人,告诉他你要算什么。

让他用加减乘除、与、或、移位运算帮你算出一个最佳解题公式,你带入到程序直接用就行了。

所以我们在做产品的时候,不要过度去追求程序执行效率,只要能满足需求就好,并不是刚需。

研究算法是很浪费时间的,通用性也不强,反正就是性价比很低。

下面再来说说程序架构,这个实用性通用性极强

而且可以说不懂架构中大型项目绝对做不来,不是做不好,而是做不来!

可能很多人工程师做了几年,已经碰到了瓶颈期,一直想提升,又无能为力。

比如说,变量多了,函数多了,程序总是乱糟糟的,一整合起来一堆BUG。

这个功能好了,影响了别的功能,改了别的功能,这个功能又不行了。

最后马马虎虎把代码好不容易整合起来实现完整的产品功能了,也没BUG了。

挨千刀的老板又跟你说要改功能,在刚开始做研发那几年,我就最怕增加功能、改功能。

哪怕只是把LED改成每秒闪1次,又或者说增加一个按键这么小的功能,如果架构不好的话,都有可能花上你一周甚至更长。

那程序架构到底是什么?

我认为是一种成熟的编程思维,是经验的总结,比如RTOS就是属于一种程序架构,STM32固件库也是一种程序架构。

不同的人,编写出来的程序架构都不一样,有大的有小的,最重要是够用就好

全局变量多导致程序乱的问题,就可以用程序架构的模块化编程特点来解决。

具体怎么做?

1.以不同的层次不同的文件区分

一般在写STM32级别项目,我都会分为两层:硬件层应用层

硬件层主要负责单片机的相关外设配置和一些功能驱动。

拿我们无际单片机编程的wifi报警主机项目来举例。

硬件层有临界管理、喇叭PWM驱动、EEPROM存储、按键检测、LED特效功能、OLED屏驱动、无线数据软解码、定时器矩阵、串口数据收发这些功能。

每个功能都是单独的.c和.h文件,这样更好区分和管理各个不同功能模块代码。

如果把这些都写在一个.c文件里,那涉及的函数和全局变量非常多,很混乱,查找也不方便。

2.我一般会把不同功能模块的全局变量、数组定义到对应的.c文件里。

这样定义以后,只要你不搞extern声明,别的.c文件基本是访问不了你这些变量或数组的,一定程度上起到保护的作用。

还有一点就是,如果你在不同的.c文件定义了同一个变量名,编译器一般也会报错。

还有一种方法,可以解决这种可重名问题,就是用static关键词。

这样就明确告诉编译器,我这些数组的作用域仅限于该.c文件,变量也是一样的道理,这样修饰以后你在别的.c文件也可以定义名字一样的变量,两个是相互独立的。

还有一个很重要的细节就是,对于那些不需要给外部调用的函数,我都用static关键词修饰。

这样可以增强可读性,方便后期维护,你一看就知道哪些函数是本文件内使用,哪些是外部的接口。

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