第56節：指針作為數組在函數中的輸入輸出接口

通過前面幾個章節的學習，我們知道指針在函數的接口中，天生就是既可以做輸入，也可以是做輸出，它是雙向性的，類似全局變量的特點。我們根據實際項目的情況，在必要的時候可以直接把輸入接口和輸出接口合并在一起，這種方法的缺點是沒有把輸入和輸出分開，沒有那么直觀。但是優點也是很明顯的，就是比較省程序ROM容量和數據RAM容量，而且運行效率也比較快。這一節要教大家一個知識點：指針作為數組在函數中輸入輸出接口的特點。

具體內容，請看源代碼講解。

(1)硬件平臺：

基于朱兆祺51單片機學習板。

(2)實現功能：

把5個隨機數據按從大到小排序，用冒泡法來排序。

通過電腦串口調試助手，往單片機發送EB 00 55 08 06 09 05 07 指令，其中EB 00 55是數據頭，08 06 09 05 07 是參與排序的5個隨機原始數據。單片機收到指令后就會返回13個數據，最前面5個數據是第3種方法的排序結果，中間3個數據EE EE EE是第3種和第4種的分割線，為了方便觀察，沒實際意義。最后5個數據是第4種方法的排序結果.

比如電腦發送：EB 00 55 08 06 09 05 07

單片機就返回：09 08 07 06 05 EE EE EE 09 08 07 06 05

串口程序的接收部分請參考第39節。串口程序的發送部分請參考第42節。

波特率是：9600 。

(3)源代碼講解如下：

#include "REG52.H"

#define const_array_size 5 //參與排序的數組大小

#define const_voice_short 40 //蜂鳴器短叫的持續時間

#define const_rc_size 10 //接收串口中斷數據的緩沖區數組大小

#define const_receive_time 5 //如果超過這個時間沒有串口數據過來，就認為一串數據已經全部接收完，這個時間根據實際情況來調整大小

void initial_myself(void);

void initial_peripheral(void);

void delay_long(unsigned int uiDelaylong);

void delay_short(unsigned int uiDelayShort);

void T0_time(void); //定時中斷函數

void usart_receive(void); //串口接收中斷函數

void usart_service(void); //串口服務程序,在main函數里

void eusart_send(unsigned char ucSendData);

void big_to_small_sort_3(unsigned char *p_ucInputBuffer,unsigned char *p_ucOutputBuffer);//第3種方法 把一個數組從大到小排序

void big_to_small_sort_4(unsigned char *p_ucInputAndOutputBuffer);//第4種方法 把一個數組從大到小排序

sbit beep_dr=P2^7; //蜂鳴器的驅動IO口

unsigned int uiSendCnt=0; //用來識別串口是否接收完一串數據的計時器

unsigned char ucSendLock=1; //串口服務程序的自鎖變量，每次接收完一串數據只處理一次

unsigned int uiRcregTotal=0; //代表當前緩沖區已經接收了多少個數據

unsigned char ucRcregBuf[const_rc_size]; //接收串口中斷數據的緩沖區數組

unsigned int uiRcMoveIndex=0; //用來解析數據協議的中間變量

unsigned char ucUsartBuffer[const_array_size]; //從串口接收到的需要排序的原始數據

unsigned char ucGlobalBuffer_3[const_array_size]; //第3種方法，用來接收輸出接口數據的全局變量數組

unsigned char ucGlobalBuffer_4[const_array_size]; //第4種方法，用來輸入和輸出接口數據的全局變量數組

void main()

{

initial_myself();

delay_long(100);

initial_peripheral();

while(1)

{

usart_service(); //串口服務程序

}

}

/* 注釋一：

* 第3種方法，為了改進第2種方法的用戶體驗，用指針為函數多增加一個數組輸出接口。

* 這樣，函數的數組既有輸入接口，又有輸出接口，已經堪稱完美了。

* 本程序中*p_ucInputBuffer輸入接口，*p_ucOutputBuffer是輸出接口。

*/

void big_to_small_sort_3(unsigned char *p_ucInputBuffer,unsigned char *p_ucOutputBuffer)//第3種方法 把一個數組從大到小排序

{

unsigned char i;

unsigned char k;

unsigned char ucTemp; //在兩兩交換數據的過程中，用于臨時存放交換的某個變量

unsigned char ucBuffer_3[const_array_size]; //第3種方法，參與具體排序算法的局部變量數組

for(i=0;i

{

ucBuffer_3[i]=p_ucInputBuffer[i]; //參與排序算法之前，先把輸入接口的數據全部搬移到局部變量數組中。

}

//以下就是著名的 冒泡法排序。詳細講解請找百度。

for(i=0;i<(const_array_size-1);i++) //冒泡的次數是(const_array_size-1)次

{

for(k=0;k<(const_array_size-1-i);k++) //每次冒泡的過程中，需要兩兩比較的次數是(const_array_size-1-i)

{

if(ucBuffer_3[const_array_size-1-k]>ucBuffer_3[const_array_size-1-1-k]) //后一個與前一個數據兩兩比較

{

ucTemp=ucBuffer_3[const_array_size-1-1-k]; //通過一個中間變量實現兩個數據交換

ucBuffer_3[const_array_size-1-1-k]=ucBuffer_3[const_array_size-1-k];

ucBuffer_3[const_array_size-1-k]=ucTemp;

}

}

}

for(i=0;i

{

p_ucOutputBuffer[i]=ucBuffer_3[i]; //參與排序算法之后，把運算結果的數據全部搬移到輸出接口中，方便外面程序調用

}

}

/* 注釋二：

* 第4種方法.指針在函數的接口中，天生就是既可以做輸入，也可以是做輸出，它是雙向性的，類似全局變量的特點。

* 我們可以根據實際項目的情況，在必要的時候可以直接把輸入接口和輸出接口合并在一起，

* 這種方法的缺點是沒有把輸入和輸出分開，沒有那么直觀。但是優點也是很明顯的，就是比較

* 省程序ROM容量和數據RAM容量，而且運行效率也比較快?，F在介紹給大家。

* 本程序的*p_ucInputAndOutputBuffer是輸入輸出接口。

*/

void big_to_small_sort_4(unsigned char *p_ucInputAndOutputBuffer)//第4種方法 把一個數組從大到小排序

{

unsigned char i;

unsigned char k;

unsigned char ucTemp; //在兩兩交換數據的過程中，用于臨時存放交換的某個變量

//以下就是著名的 冒泡法排序。詳細講解請找百度。

for(i=0;i<(const_array_size-1);i++) //冒泡的次數是(const_array_size-1)次

{

for(k=0;k<(const_array_size-1-i);k++) //每次冒泡的過程中，需要兩兩比較的次數是(const_array_size-1-i)

{

if(p_ucInputAndOutputBuffer[const_array_size-1-k]>p_ucInputAndOutputBuffer[const_array_size-1-1-k]) //后一個與前一個數據兩兩比較

{

ucTemp=p_ucInputAndOutputBuffer[const_array_size-1-1-k]; //通過一個中間變量實現兩個數據交換

p_ucInputAndOutputBuffer[const_array_size-1-1-k]=p_ucInputAndOutputBuffer[const_array_size-1-k];

p_ucInputAndOutputBuffer[const_array_size-1-k]=ucTemp;

}

}

}

}

void usart_service(void) //串口服務程序,在main函數里

{

unsigned char i=0;

if(uiSendCnt>=const_receive_time&&ucSendLock==1) //說明超過了一定的時間內，再也沒有新數據從串口來

{

ucSendLock=0; //處理一次就鎖起來，不用每次都進來,除非有新接收的數據

//下面的代碼進入數據協議解析和數據處理的階段

uiRcMoveIndex=0; //由于是判斷數據頭，所以下標移動變量從數組的0開始向最尾端移動

while(uiRcregTotal>=5&&uiRcMoveIndex<=(uiRcregTotal-5))

{

if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+0]==0xeb&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+1]==0x00&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+2]==0x55) //數據頭eb 00 55的判斷

{

for(i=0;i

{

ucUsartBuffer[i]=ucRcregBuf[uiRcMoveIndex+3+i]; //從串口接收到的需要被排序的原始數據

}

//第3種運算方法，依靠指針為函數增加一個數組的輸出接口

//通過指針輸出接口，排序運算后的結果直接從這個輸出口中導出到ucGlobalBuffer_3數組中

big_to_small_sort_3(ucUsartBuffer,ucGlobalBuffer_3); //ucUsartBuffer是輸入的數組，ucGlobalBuffer_3是接收排序結果的數組

for(i=0;i

{

eusart_send(ucGlobalBuffer_3[i]); //把用第3種方法排序后的結果返回給上位機觀察

}

eusart_send(0xee); //為了方便上位機觀察，多發送3個字節ee ee ee作為第2種方法與第3種方法的分割線

eusart_send(0xee);

eusart_send(0xee);

//第4種運算方法，依靠一個指針作為函數的輸入輸出接口。

//通過這個指針輸入輸出接口，ucGlobalBuffer_4數組既是輸入數組，也是輸出數組，排序運算后的結果直接存放在它本身，類似于全局變量的特點。

for(i=0;i

{

ucGlobalBuffer_4[i]=ucUsartBuffer[i]; //把需要被排序的原始數據傳遞給接收輸入輸出數組ucGlobalBuffer_4，

}

big_to_small_sort_4(ucGlobalBuffer_4);

for(i=0;i

{

eusart_send(ucGlobalBuffer_4[i]); //把用第4種方法排序后的結果返回給上位機觀察

}

break; //退出循環

}

uiRcMoveIndex++; //因為是判斷數據頭，游標向著數組最尾端的方向移動

}

uiRcregTotal=0; //清空緩沖的下標，方便下次重新從0下標開始接受新數據

}

}

void eusart_send(unsigned char ucSendData) //往上位機發送一個字節的函數

{

ES = 0; //關串口中斷

TI = 0; //清零串口發送完成中斷請求標志

SBUF =ucSendData; //發送一個字節

delay_short(400); //每個字節之間的延時，這里非常關鍵，也是最容易出錯的地方。延時的大小請根據實際項目來調整

TI = 0; //清零串口發送完成中斷請求標志

ES = 1; //允許串口中斷

}

void T0_time(void) interrupt 1 //定時中斷

{

TF0=0; //清除中斷標志

TR0=0; //關中斷

if(uiSendCnt

{

uiSendCnt++; //表面上這個數據不斷累加，但是在串口中斷里，每接收一個字節它都會被清零，除非這個中間沒有串口數據過來

ucSendLock=1; //開自鎖標志

}

TH0=0xfe; //重裝初始值(65535-500)=65035=0xfe0b

TL0=0x0b;

TR0=1; //開中斷

}

void usart_receive(void) interrupt 4 //串口接收數據中斷

{

if(RI==1)

{

RI = 0;

++uiRcregTotal;

if(uiRcregTotal>const_rc_size) //超過緩沖區

{

uiRcregTotal=const_rc_size;

}

ucRcregBuf[uiRcregTotal-1]=SBUF; //將串口接收到的數據緩存到接收緩沖區里

uiSendCnt=0; //及時喂狗，雖然main函數那邊不斷在累加，但是只要串口的數據還沒發送完畢，那么它永遠也長不大,因為每個中斷都被清零。

}

else //發送中斷，及時把發送中斷標志位清零

{

TI = 0;

}

}

void delay_long(unsigned int uiDelayLong)

{

unsigned int i;

unsigned int j;

for(i=0;i

{

for(j=0;j<500;j++) //內嵌循環的空指令數量

{

; //一個分號相當于執行一條空語句

}

}

}

void delay_short(unsigned int uiDelayShort)

{

unsigned int i;

for(i=0;i

{

; //一個分號相當于執行一條空語句

}

}

void initial_myself(void) //第一區 初始化單片機

{

beep_dr=1; //用PNP三極管控制蜂鳴器，輸出高電平時不叫。

//配置定時器

TMOD=0x01; //設置定時器0為工作方式1

TH0=0xfe; //重裝初始值(65535-500)=65035=0xfe0b

TL0=0x0b;

//配置串口

SCON=0x50;

TMOD=0X21;

TH1=TL1=-(11059200L/12/32/9600); //這段配置代碼具體是什么意思，我也不太清楚，反正是跟串口波特率有關。

TR1=1;

}

void initial_peripheral(void) //第二區 初始化外圍

{

EA=1; //開總中斷

ES=1; //允許串口中斷

ET0=1; //允許定時中斷

TR0=1; //啟動定時中斷

}

總結陳詞：

通過本章的學習，我們知道指針在函數接口中的雙向性，這個雙向性是一把雙刃劍，既給我們帶來便捷，也給我們在以下兩個場合中帶來隱患。

第一個場合：當需要把輸入接口和輸出接口分開時，我們希望輸入接口的參數不要被意外改變，改變的僅僅只能是輸出接口的數據。但是指針的雙向性，就有可能導致我們在寫函數內部代碼的時候一不小心改變而沒有發覺。

第二個場合：如果是一個現成封裝好的函數直接給我們調用，當我們發現是指針作為接口的時候，我們就不敢確定這個接口是輸入接口，還是輸出接口，或者是輸入輸出接口，我們傳遞進去的參數可能會更改，除非用之前進行數據備份，否則是沒有安全感可言的。

有沒有辦法巧妙的解決以上兩個問題?當然有。欲知詳情，請聽下回分解-----為指針加上緊箍咒const，避免意外修改了只做輸入接口的數據。