ESP32嵌入式物联网开发实战笔记-C编程基础知识点【doc.yotill.com】

乐鑫ESP32入门到精通项目开发参考百例下载：

链接：百度网盘请输入提取码

==========================================

5.1 C 语言基础知识复习

本节我们给大家介绍一下 C 语言基础知识，对于 C 语言比较熟练的开发者，可以跳过此节，对于基础比较薄弱的开发者，建议好好学习一下本节内容。

由于 C 语言博大精深，不可能我们一小节就全讲明白了，所以本节我们只是复习 ESP32 开发时常用的几个 C 语言知识点，以便大家的更好的学习并编写 ESP32 代码。

5.1.1 位操作

C 语言位操作相信学过 C 语言的人都不陌生了,简而言之，就是对基本类型变量可以在位级别进行操作。这节的内容很多朋友都应该很熟练了，我这里也就点到为止，不深入探讨。下面我们先讲解几种位操作符，然后讲解位操作使用技巧。C 语言支持如下 6 种位操作：

运算符	含义	运算符	含义
&	按位与	~	按位取反
\|	按位或	<<	左移
^	按位异或	>>	右移

表 5.1.1.1 六种位操作

这些与或非，取反，异或，右移，左移这些到底怎么回事，这里我们就不多做详细，相信大家学 C 语言的时候都学习过了。如果不懂的话，可以百度一下，非常多的知识讲解这些操作符。

5.1.2 define 宏定义

define 是 C 语言中的预处理命令，它用于宏定义，可以提高源代码的可读性，为编程提供方便。常见的格式：

#define 标识符字符串

“标识符”为所定义的宏名。“字符串”可以是常数、表达式、格式串等。例如：

#define HSE_VALUE 8000000U

定义标识符 HSE_VALUE 的值为 8000000，数字后的 U 表示 unsigned 的意思。至于 define 宏定义的其他一些知识，比如宏定义带参数这里我们就不多讲解。

5.1.3 ifdef 条件编译

单片机程序开发过程中，经常会遇到一种情况，当满足某条件时对一组语句进行编译，而当条件不满足时则编译另一组语句。条件编译命令最常见的形式为：

#ifdef 标识符

程序段1

#else

程序段2

#endif

它的作用是：当标识符已经被定义过(一般是用#define 命令定义)，则对程序段 1 进行编译，否则编译程序段 2。其中#else 部分也可以没有，即：

#ifdef

程序段1

#endif

条件编译在 C 语言里面运用很广泛，在 ESP32 的例程中也会看到这样的语句：

#if !defined (ESP32)

#define ESP32

#endif

如果没有定义 ESP32 这个宏，则定义 ESP32 宏。条件编译也是C语言的基础知识，这里也

就点到为止吧。

5.1.4 extern 外部申明

C 语言中 extern 可以置于变量或者函数前，以表示变量或者函数的定义在别的文件中，提示编译器遇到此变量和函数时在其他模块中寻找其定义。这里面要注意，对于 extern 申明变量可以多次，但定义只有一次。在我们的代码中你会看到这样的语句：

extern uint8_t lcd_buf[LCD_TOTAL_BUF_SIZE];

这个语句是申明lcd_buf变量在其他文件中已经定义了，在这里要使用到。所以，你肯定

可以找到在某个地方有变量定义的语句：

uint8_t lcd_buf[LCD_TOTAL_BUF_SIZE];

extern 的使用比较简单，但是也会经常用到，需要掌握。

5.1.5 typedef 类型别名

typedef 用于为现有类型创建一个新的名字，或称为类型别名，用来简化变量的定义。例如在编写程序时经常使用到的 uint8_t、uint16_t 和 uint32_t 等都是由 typedef 定义的类型别名，其定义如下：

typedef unsigned char uint8_t; typedef unsigned short int uint16_t; typedef unsigned int uint32_t;

这么一来就可以在编写程序代码的时候使用 uint8_t 等代替 unsigned char 等，极大地提高的

代码的可读性可编写代码的效率。

5.1.6 struct 结构体

struct 用于定义结构体，结构体就是一堆变量的集合，结构体中的成员变量的作用一般都是

相互关联的，定义结构体的形式如下：

struct 结构体名

{

成员变量1的定义; 成员变量2的定义;

......

};

例如：

struct lcd_device_struct

{ uint16_t width; uint16_t height;

};

如上举例的结构体定义，一堆描述 LCD 屏幕的变量的集合，其中包含了 LCD 屏幕的宽度

和高度。

结构体变量的定义如下：

struct lcd_device_struct lcd_device;

如上，就定义了一个名为 lcd_device 的结构体变量，那么怎么访问这个结构体变量中的成

员变量呢？如下：

lcd_device.width = 240;

printf("LCD Height: %d\n", lcd_device.height);

如上就展示了结构体变量中成员变量的访问操作。

任何时候，我们只需要修改结构体成员变量，往结构体中间加入新的成员变量，而不需要修改函数定义就可以达到修改入口参数同样的目的了。这样的好处是不用修改任何函数定义就可以达到增加变量的目的。

理解了结构体在这个例子中间的作用吗？在以后的开发过程中，如果你的变量定义过多，如果某几个变量是用来描述某一个对象，你可以考虑将这些变量定义在结构体中，这样也许可以提高你的代码的可读性。

使用结构体组合参数，可以提高代码的可读性，不会觉得变量定义混乱。当然结构体的作用就远远不止这个了，同时，VSCode 中用结构体来定义外设也不仅仅只是这个作用，这里我们只是举一个例子，通过最常用的场景，让大家理解结构体的一个作用而已。后面一节我们还会讲解结构体的一些其他知识。

5.1.7 指针

指针是一个值指向地址的变量（或常量），其本质是指向一个地址，从而可以访问一片内存区域。在编写 ESP32 代码的时候，或多或少都要用到指针，它可以使不同代码共享同一片内存数据，也可以用作复杂的链接性的数据结构的构建，比如链表，链式二叉树等，而且，有些地方必须使用指针才能实现，比如内存管理等。

申明指针我们一般以 p 开头，如：

char * p_str = “This is a test!”;

如上，就定义一个名为 p_str 的指针变量，并将 p_str 指针指向了字符串“This is a string!” 保存在内存中首地址，对于 ESP32 来说，此时 p_str 的值就是一个 32 位的数，这个数就是一个内存地址，这个内存地址就是上述字符串保存在内存中的首地址。

通过 p_str 指针就可以访问到字符串“This is a string!”，那具体是如何访问的呢？前面说 p_str 保存的是一个内存地址，那么就可以通过这个内存地址去内存中读取数据，通过*p_str 就可以访问地址为 p_str 的内存数据，*(p_str + 1)可以访问下一个内存地址中的数据。

知道了如何访问内存中的数据，但是读取到的数据要如何解析呢？这就有 p_str 指针的类型决定了。在这个例子中 p_str 是一个 char 类型的指针，那么访问*p_str 就是访问地址为 p_str，大小为 sizeof(char)（一般为一个字节）的一段内存数据，在这个例子中就可以读取到字符“T”，读取*(p_str + 1)就是“h”，以此类推。

为了更加直观的演示，我们试着编写如下代码并观察输出结果的变化：

/**

@brief 程序入口
@param 无
@retval 无

void app_main(void)

{

esp_err_t ret;

uint8_t temp = 0x88; /* 定义变量temp */ uint8_t *p_num = &temp; /* 定义指针p_num，指向temp的地址 */

ret = nvs_flash_init(); /* 初始化NVS */ if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES ||

ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND)

{

ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase()); ret = nvs_flash_init();

} printf("temp:0X%X\r\n", temp); /* 打印temp的值 */ printf("*p_num:0X%X\r\n", *p_num); /* 打印*p_num的值 */ printf("p_num:0X%x\r\n", (unsigned int)(long)p_num); /* 打印p_num的值 */ printf("&p_num:0X%x\r\n", (unsigned int)(long)&p_num); /* 打印&p_num的值 */