《 C 語言的一些“騷操作”及其深層理解》之巧取數(shù)值的各位數(shù)碼與 printf 的實(shí)質(zhì)與使用技巧

一、取出數(shù)值的各位數(shù)碼

在實(shí)際項(xiàng)目中，我們經(jīng)常需要提取一個(gè)數(shù)值的某些位的數(shù)碼，比如用數(shù)碼管來顯示數(shù)值或?qū)⒁粋€(gè)數(shù)值轉(zhuǎn)成字符串，都會(huì)涉及到這一操作。

那如何實(shí)現(xiàn)這一操作呢？雖然這個(gè)問題看似很簡單，但提出這一問題的人還不在少數(shù)。請(qǐng)看下面的函數(shù)。

它的主要操作就是除法和取余。這個(gè)函數(shù)只是取出一個(gè)整型數(shù)各位的數(shù)碼，那浮點(diǎn)呢？其實(shí)一樣的道理，請(qǐng)看下面函數(shù)(我們默認(rèn)整數(shù)與小數(shù)部分均取4位)。

有人說，我更喜歡用sprintf函數(shù)，直接將數(shù)值格式化打印到字符串里，各位數(shù)碼自然就得到了。

沒問題。但是在嵌入式平臺(tái)上使用sprintf函數(shù)，通常代價(jià)是較大的。作為嵌入式工程師，一定要惜字如金，尤其是在硬件資源相對(duì)較為緊張的情況下。sprintf非常強(qiáng)大，我們只是一個(gè)簡單的提取數(shù)值數(shù)碼或?qū)?shù)值轉(zhuǎn)為相應(yīng)的字符串的操作，使用它有些暴殄天物。這種時(shí)候，我通常選擇寫一個(gè)小函數(shù)或者宏來自己實(shí)現(xiàn)。

二、printf的實(shí)質(zhì)與使用技巧

上面說到spintf，那我們順便提一下printf。printf是我們非常熟悉的一個(gè)入門級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)，每當(dāng)我們說出計(jì)算機(jī)金句”Hello World!”時(shí)，其實(shí)無意中就提到了它：printf(“hello world!”);

它可以某種特定的格式、進(jìn)制或形式輸出任何變量、常量和字符串，為我們提供了極大的方便，甚至成為了很多人調(diào)試程序時(shí)重要的Debug手段。我們并不太了解printf函數(shù)的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，并認(rèn)為無需關(guān)心這些。但是在嵌入式中，我們就需要剖析一下它的實(shí)質(zhì)了。

printf函數(shù)的底層是基于一個(gè)fputc的函數(shù)，它用于實(shí)現(xiàn)單個(gè)字符的具體輸出方式，比如是將字符顯示到顯示器上，或是存儲(chǔ)到某個(gè)數(shù)組中(類似sprintf)，或者是通過串口發(fā)送出去，甚至不是串口，而是以太網(wǎng)、CAN、I2C等接口。

以下是一個(gè)STM32項(xiàng)目中fputc函數(shù)的實(shí)現(xiàn)：

fputc中將ch通過USART1發(fā)出。這樣，我們?cè)谡{(diào)用printf的時(shí)候，相應(yīng)的信息就會(huì)從USART1打印出來。

“上面你說的這些，我都知道，有什么新鮮的！”確實(shí)，通過串口打印信息是我們司空見慣的。那么下面的fputc你見過嗎？

這個(gè)fputc將字符顯示在了液晶上(同時(shí)維護(hù)了字符的顯示位置信息)，這樣當(dāng)我們調(diào)用printf的時(shí)候，信息會(huì)直接顯示在液晶上。

說白了，fputc 就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了定向輸出。這樣我們可以把printf變得更靈活，來應(yīng)對(duì)更多樣的應(yīng)用需求。

在振南經(jīng)歷的項(xiàng)目中，曾經(jīng)有過這樣的情況：單片機(jī)有多個(gè)串口，串口1用于打印調(diào)試信息，串口2與ESP8266 WIFI模塊通信，串口3與SIM800 GPRS模塊通信。3個(gè)串口都需要格式化輸出，但是printf只有一個(gè)，這該怎么辦？我們解決方法是，修改fputc使得printf可以由3個(gè)串口分時(shí)復(fù)用。具體實(shí)現(xiàn)如下。

在調(diào)用的時(shí)候，根據(jù)需要將us賦以不同的值，printf就歸誰所用了。