【TODO】第七十八节： typedef和#define和enum · 从单片机基础到程序框架（2019版）

【78.1 typedef和#define和enum。】 typedef称为“类型定义”，#define称为“宏定义”，enum称为“枚举”。三者都有“一键替换”的能力，但是应用的侧重点各有不同。请看下面的例子，要写一个函数，把学生的分数分为3个等级，第1等级是“优”（范围：“优”>=90分），第2等级是“中”（范围：70分<=“中”<90分），第3等级是“差”（范围：“差”<70分），实现此算法的函数需要一个输入口和一个输出口，用来输入分数和输出判断结果，判断的结果用三个数字常量0,1,2来表示，0代表“优”，1代表“中”，2代表“差”。代码如下： unsigned char GetGrade(unsigned char u8Score) { if(u8Score<70) { return 2; //2代表“差” } else if(u8Score>=70&&u8Score<90) { return 1; //1代表“中” } else { return 0; //0代表“优” } } 上述代码没有添加任何“typedef，#define，enum”，是“素颜照”级别的原始代码。现在对上述代码做一些美容，加入“typedef，#define，enum”的元素，代码如下： \#define BAD\_MEDIUM 70 //宏定义。用BAD\_MEDIUM来表示“差”和“中”分数的分界线 \#define MEDIUM\_GOOD 90 //宏定义。用MEDIUM\_GOOD来表示“中”和“优”分数的分界线 typedef unsigned char u8; //用typedef为类型“unsigned char”增加一个名为“u8”的代言人 enum {GOOD = 0,MEDIUM,BAD}; //用enum把“0,1,2”三个常量转换为“GOOD,MEDIUM,BAD” u8 GetGrade(u8 u8Score) { if(u8Score<BAD\_MEDIUM) //等级分数分界线的判断 { return BAD; //BAD就是常量2，代表“差”。 } else if(u8Score>=BAD\_MEDIUM&&u8Score<MEDIUM\_GOOD) //等级分数分界线的判断 { return MEDIUM; //MEDIUM就是常量1，代表“中” } else { return GOOD; //GOOD就是常量0，代表“优” } } 代码赏析: 赏析片段一： \#define BAD\_MEDIUM 70 //宏定义。用BAD\_MEDIUM来表示“差”和“中”分数的分界线 \#define MEDIUM\_GOOD 90 //宏定义。用MEDIUM\_GOOD来表示“良”和“优”分数的分界线这里，用宏定义#define来关联分界线判断的分数，给后续代码的升级维护带来了便捷，因为用户有可能会要求把“差”“中”“优”三者的分数线进行调整，这时直接更改70和90这个数值就可以实现分数线的调整。可见，宏定义#define经常用在涉及“分界线”判断的场合。赏析片段二： typedef unsigned char u8; //用typedef为类型“unsigned char”增加一个名为“u8”的代言人用类型定义typedef为类型“unsigned char”增加一个名为“u8”的代言人，u代表unsigned的u，8代表此类型占用8位，比如unsigned char就是占用8位的unsigned类型，所以用u8。如果是16位的unsigned类型就用u16，32位则用u32，这都是单片机界的常用命名习惯。上述代码用了类型定义，今后代码中凡是想定义一个unsigned char变量，都可以直接用u8来替代。这样有两个好处：第一个好处，u8的字符个数明显比unsigned char少，省了敲代码的力气。第二个好处，方便代码在各种不同硬件平台上的移植，因为不同的单片机不同的编译器对unsigned char，unsigned int,unsigned long翻译所得的结果是不一样的，比如，51单片机的unsigned int是占用16位的，而很多32位单片机的unsigned int是占用32位的，它们的16位则用unsigned short int类型，而不是unsigned int。当我们用51单片机写代码的时候，可以如下类型定义： typedef unsigned char u8; typedef unsigned int u16; typedef unsigned long u32; 当我们用32位的单片机写代码的时候，可以如下类型定义： typedef unsigned char u8; typedef unsigned short int u16; typedef unsigned int u32; 这样，当我们想把51单片机的代码移到32位的单片机上时，只需要修改类型定义typedef这部分的代码，就可以快速做到代码在不同编译器平台上的类型兼容。赏析片段三： enum {GOOD = 0,MEDIUM,BAD}; //用enum把“0,1,2”三个常量转换为“GOOD,MEDIUM,BAD” 用枚举enum把“0,1,2”三个常量转换为“GOOD,MEDIUM,BAD”英文单词，最大的好处就是方便代码的阅读和修改。再多补充一点枚举的基础知识，上述代码中，第一个英文单词GOOD，经过“GOOD = 0”这条初始化的语句后，等效于常量0，后面的MEDIUM和BAD则C编译器自动对它们进行“累加1”排序，所以MEDIUM和BAD分别为常量1,2，这是C语言的语法规则。枚举enum的应用侧重在某些涉及到“状态”的数据类型，但是也不绝对。【78.2 enum和typedef的相结合。】 enum一旦搭载上typedef后，可以把各自的特性发挥得淋漓尽致，产生另外一种常见的用途，那就是“人造”数据类型的用途，这里的“人造”解读为“人为制造”之意。比如上述78.1的函数u8 GetGrade(u8 u8Score)，输出接口接收的是u8类型，但是内部return返回的是枚举类型的“GOOD，MEDIUM，BAD”其中之一，而u8虽然也能接收和兼容常量“GOOD，MEDIUM，BAD”，但是总是感觉有点“类型不匹配”的“不适感”，如果想消除这点“不适感”，可以用enum和typedef相结合的办法，修改后代码如下： \#define BAD\_MEDIUM 70 //宏定义。用BAD\_MEDIUM来表示“差”和“中”分数的分界线 \#define MEDIUM\_GOOD 90 //宏定义。用MEDIUM\_GOOD来表示“良”和“优”分数的分界线 typedef unsigned char u8; //用typedef为类型“unsigned char”增加一个名为“u8”的代言人 typedef enum { GOOD = 0, MEDIUM, BAD } Grade; //通过typedef 和enum的相结合，“人造”出一个新的数据类型 Grade。 Grade GetGrade(u8 u8Score) //这里返回的类型是Grade，而“GOOD,MEDIUM,BAD”就是属于Grade { if(u8Score<BAD\_MEDIUM) //等级分数分界线的判断 { return BAD; //BAD就是常量2，代表“差”。 } else if(u8Score>=BAD\_MEDIUM&&u8Score<MEDIUM\_GOOD) //等级分数分界线的判断 { return MEDIUM; //MEDIUM就是常量1，代表“中” } else { return GOOD; //GOOD就是常量0，代表“优” } } 【78.3 例程练习和分析。】为了熟悉typedef，#define，enum的用法，现在要写一个函数，把学生的分数分为3个等级，第1等级是“优”（范围：“优”>=90分），第2等级是“中”（范围：70分<=“中”<90分），第3等级是“差”（范围：“差”<70分），实现此算法的函数需要一个输入口和一个输出口，用来输入分数和输出判断结果，判断的结果用三个数字常量0,1,2来表示，0代表“优”，1代表“中”，2代表“差”。 /\*---C语言学习区域的开始。-----------------------------------------------\*/ \#define BAD\_MEDIUM 70 //宏定义。用BAD\_MEDIUM来表示“差”和“中”分数的分界线 \#define MEDIUM\_GOOD 90 //宏定义。用MEDIUM\_GOOD来表示“良”和“优”分数的分界线 typedef unsigned char u8; //用typedef为类型“unsigned char”增加一个名为“u8”的代言人 typedef enum { GOOD = 0, MEDIUM, BAD } Grade; //通过typedef 和enum的相结合，“人造”出一个新的数据类型 Grade。 Grade GetGrade(u8 u8Score); //函数声明 Grade a; //“人造”出Grade类型的变量a，用来接收函数的判断结果。 Grade b; //“人造”出Grade类型的变量b，用来接收函数的判断结果。 Grade c; //“人造”出Grade类型的变量c，用来接收函数的判断结果。 Grade GetGrade(u8 u8Score) //这里返回的类型是Grade，而“GOOD,MEDIUM,BAD”就是属于Grade { if(u8Score<BAD\_MEDIUM) //等级分数分界线的判断 { return BAD; //BAD就是常量2，代表“差”。 } else if(u8Score>=BAD\_MEDIUM&&u8Score<MEDIUM\_GOOD) //等级分数分界线的判断 { return MEDIUM; //MEDIUM就是常量1，代表“中” } else { return GOOD; //GOOD就是常量0，代表“优” } } void main() //主函数 { a=GetGrade(98); //输入98分，a来接收判断的结果 b=GetGrade(88); //输入88分，b来接收判断的结果 c=GetGrade(68); //输入68分，c来接收判断的结果 View(a); //在电脑端观察98分的判断结果a View(b); //在电脑端观察88分的判断结果b View(c); //在电脑端观察68分的判断结果c while(1) { } } /\*---C语言学习区域的结束。-----------------------------------------------\*/ 在电脑串口助手软件上观察到的程序执行现象如下：开始... 第1个数十进制:0 十六进制:0 二进制:0 第2个数十进制:1 十六进制:1 二进制:1 第3个数十进制:2 十六进制:2 二进制:10 分析： 98分的判断结果a为0,0代表“优”。 88分的判断结果b为1,1代表“中”。 68分的判断结果c为2,2代表“差”。【78.4 如何在单片机上练习本章节C语言程序？】直接复制前面章节中第十一节的模板程序，练习代码时只需要更改“C语言学习区域”的代码就可以了，其它部分的代码不要动。编译后，把程序下载进带串口的51学习板，通过电脑端的串口助手软件就可以观察到不同的变量数值，详细方法请看第十一节内容。