认识Arduino与C语言的指针和指针数组 – Arduino 实验室

读者询问如何在Arduino中建立数个自定义函式，并且透过“函式指针数组”，在不使用if…else或switch…case等条件判断式的情况下，让程序依据变数的值，执行不同的自定义函式。

下文将先介绍Arduino与C程序语言的函式指针语法。

建立函式指针程序

就像变数一样，函式（function）同样被暂存在某个内存内存块，可以透过指针（pointer）取用；指向函式的指针称为“函式指针（function pointer）”

底下的Arduino程序宣告了一个hello（）自定义函式，并透过一个叫做‘f’的指针指向并执行它：

若在Arduino执行此程序，将能在序列端口监控视窗看见“hello world.”信息。

函式指针的语法

函式指针的语法如下：

指针名称必须用代表“优先处理”的小括号包围，如果少了小括号，程序叙述的意义将大不相同：

上面的Arduino代码，若用C语言改写，将变成：

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#include <stdio .h> // 宣告自订函式 void hello() {   printf("hello world.\n"); } // 宣告指向hello函式的函式指标 void (*f)() = hello; void main(void) {   // 透过函式指标执行hello函式   (*f)(); } </stdio>

函式指针的参数传递与传回值

假如要透过指针参照具有输入参数和传回值的函式，例如，一个计算并传回两整数相加值的自定义函式“sum”：

函式指针的定义也要跟着修改：

完整的Arduino示例程序如下：

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// 宣告自订函式 int sum(int x, int y) {   return x + y; } // 宣告具有两个参数以及整数传回值的函式指标 int (*f)(int x, int y) = sum; void setup() {   Serial.begin(9600);       // 执行函式指标并传递两个参数   int val = (*f)(8, 4);       // 将在序列埠监控视窗显示"Ans: 12"   Serial.print("Ans: ");   Serial.println(val); } void loop() {   // 这里没有程式 }

相同功能的C语言程序的示例如下：

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#include <stdio .h> int sum(int x, int y) {   return x + y; } int (*f)(int x, int y) = sum; void main(void) {   int val = (*f)(8, 4);       printf("Ans: %d\n", val); } </stdio>

函式指针数组

认识函式指针的语法之后，函式指针数组的语法也很容易理解。假设程序事先宣告了名叫fn0，fn1和fn3的函式，底下的叙述将透过自定义的“f”指针数组指向它们：

底下是Arduino版本的函式指针数组示例，上传代码之后，开启序列端口监控视窗，接着在序列端口监控视窗中输入0~2的数字，程序将执行对应的fn0~fn2函式。

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// 宣告三个自订函式 void fn0() {   Serial.println("Hello from fn0."); } void fn1() {   Serial.println("Hello from fn1."); } void fn2() {   Serial.println("Hello from fn2."); } // 建立函式阵列指标 void (*f[3]) () = {fn0,fn1,fn2}; void setup() {   Serial.begin(9600);   Serial.println("Please input number 0~2:"); } void loop() {   if( Serial.available() ) {     // 读取序列输入值，并转换成整数。 　　　byte val = Serial.read() - 48; 　　　// 确认输入值介于0和2之间 　　　if (val >= 0 && val < = 2) { 　　　  // 将val当作阵列索引，执行对应的函式。       (*f[val])(); 　　　} else { 　　　  // 若输入值超过指定范围，则显示“Wrong number!”（错误数字！）       Serial.println("Wrong number!");     }   } }

底下是C程序语言的版本：

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#include <stdio .h> void fn0() {   printf("Hello from fn0.\n"); } void fn1() {   printf("Hello from fn1.\n"); } void fn2() {   printf("Hello from fn2.\n"); } void (*f[3]) () = {fn0,fn1,fn2}; void main(void) {   int val;   printf("\nPlease input number 0~2:");   // 读取输入值   scanf("%d",&val);   if(val>=0 && val< =2) {     (*f[val])();   } else {     printf("Wrong number!\n");   } }