void 型指针的高阶用法,你掌握了吗?
[导读] 要比较灵活的使用C语言实现一些高层级的框架时,需要掌握一些进阶编程技巧,这篇来谈谈void指针的一些妙用。测试环境采用 IAR for ARM 8.40.1
什么是void指针
void指针一般被称为通用指针或叫泛指针。它是C语言关于纯粹地址的一种约定。当某个指针是void型指针时,所指向的对象不属于任何类型。 因为void指针不属于任何类型,则不可以对其进行算术运算,比如自增,编译器不知道其自增需要增加多少。比如char *型指针,自增一定是指针指向的地址加1,short *型指针自增,则偏移2。
在C/C++中,在任意时刻都可以使用其它类型指针来代替void指针,或者用void指针来代替其他类型指针。由这些特性就可以衍生出很多比较有用的技巧。指针的本质,是其值为一个地址,那么延伸一下:
当使用关键字void声明指针变量时,它将成为通用指针变量。 任何数据类型(char,int,float等)的任何变量的地址都可以赋值给void指针变量。
对指针变量的解引用,使用间接运算符*达到目的。 但是在使用空指针的情况下,需要转换指针变量以解引用。 这是因为空指针没有与之关联的数据类型。 编译器无法知道void指针指向的数据类型。 因此,要获取由void指针指向的数据,需要使用在void指针位置内保存的正确类型的数据进行类型转换。
对于空指针的解引用,你如不信,就来看看栗子:
看到了吧,直接解引用编译不过,因为编译器蒙了。
但须注意的是:
- 不同的编译器对void指针处理是不一样的,如IAR,ANSI C,VC对上述都将出错,而GNU指定“void”的算法操作与“char”一致,因此上述写法在GNU则可以编译
所以做个类型转换,修正如下:
- void型指针解引用须做类型指定。
- 类型转换的时候须注意类型匹配。
另外,**如果函数类型可以是任意类型的指针,则需将其参数定义为void ***,例如string.h中关于内存操作的函数集:
__EFF_NENW1NW2 __ATTRIBUTES int memcmp(const void *, const void *,
size_t);
__EFF_NENR1NW2R1 __DEPREC_ATTRS void * memcpy(void *_Restrict,
const void *_Restrict,
size_t);
__EFF_NENR1NW2R1 __DEPREC_ATTRS void * memmove(void *, const void *,
size_t);
__EFF_NENR1R1 __DEPREC_ATTRS void * memset(void *, int, size_t);
非易失存储管理应用
在单片机开发中,往往需要实现数据的非易失存储。所谓非易失存储,就是数据改写后在掉电后仍然能保持。哪些是非易失存储介质呢?比如EEPROM,FLASH等都属于非易失存储介质。
比如一个产品里面有很多各种各样的参数,且分布在各个子系统文件中。举个栗子:
/*模块A中有这样一个结构体需要非易失存储*/
typedef struct _t_paras{
int language;/*语言种类*/
char SN[20]; /*产品序列号*/
}T_PARAS;
T_PARAS sysParas;
/*模块B中有这样一个结构体需要非易失存储*/
typedef struct _t_pid{
float kp;
float ki;
float kd;
float T;
}T_PID;
T_PID pidParas;
面对这样一个需求,要实现非易失存储,我在将底层的EEPROM/FLASH读写函数实现的基础上,将上述应用数据按照一定顺序存储管理。那么更为理想的方式是什么呢?设计一个模块专门负责存储非易失数据。比如:
typedef struct _t_nv_layout{
void * pElement; /*参数地址*/
int length; /*参数长度*/
}T_NV_LAYOUT;
/*参数映射表*/
T_NV_LAYOUT nvLayout[]={
{&sysParas,sizeof(T_PARAS)},/*参数映射记录*/
{&pidParas,sizeof(T_PID)},
...
};
/*参数映射表记录条数*/
#define NV_RECORD_NUMBER (sizeof(nvLayout)/sizeof(T_NV_LAYOUT))
void nv_load(T_NV_LAYOUT *pLayout,int nvAddr,int number);
void nv_store(T_NV_LAYOUT *pLayout,int nvAddr,int number);
将上述设计思想,利用UML描述一下:
在上述基础上,我们只需要设计硬件层抽象,即可设计出一个可行的、比较通用的NV管理子系统,这样设计出的子系统忽略了业务数据,仅仅将其处理为数据,并不关心其业务意义。实现了业务逻辑与后台的隔离解耦。做到了通用性。这里就比较巧妙的利用了void *指针的特性。如果对于该设计思想,在进一步延伸,将底层的抽象在做一层封装,将更细节的底层实现细节隔离抽象,比如:
- 抽象I2C/SPI EEPROM,将其对上层的调用接口统一,那么如果你的系统原本是存储在I2C EEPROM中,现在做一个新项目,你需要使用另外一种SPI接口的EEPROM,则只需要实现相应的底层处理函数即可。
- 将存储介质抽象,比如是EEPROM/DATA FLASH等...
- ....
那么怎么做到底层抽象呢,我们可以利用函数指针定义统一的接口,具体部署时,只需要将实现函数的指针赋值给对应的函数指针即可,这样就做到了接口的抽象统一。其实这就是驱动模型的一个简易雏形。
总结一下
这篇文章引入了一些编程思想,对于单片机/嵌入式进阶编程比较有用:
- 利用void *指针,将业务数据与底层存储实现了抽象解耦
- 利用分层抽象实现了代码具有良好的可移植性
- 利用函数指针实现了C++等高级语言的虚函数定义接口的思想
- 统一接口底层实现抽象,实现了驱动分层的思想
- void *指针由这个例子,可以延伸出很多类似的应用
启示:一些语言细节如果深入了解其背后的机理,可以得到很多比较巧妙的应用。
版权声明:所有文章版权归嵌入式客栈所有,如商业使用,须嵌入式客栈授权。欢迎关注微信公众号,内容更丰富。
void 型指针的高阶用法,你掌握了吗?的更多相关文章
- ASP.NET Core 6框架揭秘实例演示[33]:异常处理高阶用法
NuGet包"Microsoft.AspNetCore.Diagnostics"中提供了几个与异常处理相关的中间件,我们可以利用它们将原生的或者定制的错误信息作为响应内容发送给客户 ...
- C++中void型指针
问题由来: PX_FORCE_INLINE void* operator new(size_t size, const char* handle, const char * filename, int ...
- void型指针
void型指针,表示这个指针指向的内存中的数据的类型要由用户来指定. 比方内存分配函数malloc函数返回的指针就是void *型. 用户在使用这个指针的时候.要进行强制类型转换,也就是显式说明该指针 ...
- Python高阶用法总结
目录 1. lambda匿名函数 1.1 函数式编程 1.2 应用在闭包 2. 列表解析式 3. enumerate内建函数 4. 迭代器与生成器 4.1 迭代器 4.3 生成器 5. 装饰器 前言: ...
- HashMap高阶用法,十倍提升开发效率
HashMap在工作中使用非常频繁,其实在JDK1.8的时候新增一些更高阶的用法,熟练使用这些方法可以大大提升开发效率,写出更简洁优美的代码. 1. get方法指定返回默认值(getOrDefault ...
- day67 ORM模型之高阶用法整理,聚合,分组查询以及F和Q用法,附练习题整理
归纳总结的笔记: day67 ORM 特殊的语法 一个简单的语法 --翻译成--> SQL语句 语法: 1. 操作数据库表 创建表.删除表.修改表 2. 操作数据库行 增.删.改.查 怎么连数据 ...
- python的一些高阶用法
map的用法 def fn(x): return x*2 L1 = [1,2,3,4,5,6] L2 = list(map(fn,L1)) L2 [2, 4, 6, 8, 10, 12] 通过上面的运 ...
- lua高阶用法 OO的实现
//Lua的类的实现,可以派生,可重写方法 local _class={} function class(super) local class_type={} class_type.ctor=fals ...
- Python 抽象篇:面向对象之高阶用法
1.检查继承 如果想要查看一个类是否是另一个类的子类,可以使用内建的issubclass函数 如果想知道已知类的基类,可以直接使用特殊特性__bases__ 同时,使用isinstance方法检查一个 ...
随机推荐
- C# 基础知识系列- 13 常见类库介绍(二)日期时间类
0. 前言 上一篇内容介绍了Console类和Math类,这篇内容着重介绍一下C#中时间日期的处理方式. 上一篇勘误: 上一篇中关于静态类没有构造函数,这一表述有误.正确的说法是C#中静态类不包含常规 ...
- 21.SpringCloud实战项目-后台题目类型功能(网关、跨域、路由问题一文搞定)
SpringCloud实战项目全套学习教程连载中 PassJava 学习教程 简介 PassJava-Learning项目是PassJava(佳必过)项目的学习教程.对架构.业务.技术要点进行讲解. ...
- search(7)- elastic4s-search-filter模式
现在我们可以开始探讨ES的核心环节:搜索search了.search又分filter,query两种模式.filter模式即筛选模式:将符合筛选条件的记录作为结果找出来.query模式则分两个步骤:先 ...
- Ubuntu 常用环境配置记录
引言 经常使用 Ubuntu 虚拟机,双系统,WSL,服务器等等,每次配置常用开发环境都要去百度细节,故在此记录一下. 更换软件源 阿里云镜像 清华镜像 # 更新 sudo apt update &a ...
- 推荐web前端框架bootstrap
bootstrap是基于Jquery而开发的一个前端框架. 全中文的学习网站:http://www.runoob.com/bootstrap/bootstrap-tutorial.html 实际上就是 ...
- php中垃圾回收机制
php中垃圾回收机制 我们可能在开发中经常会听到gc,是的gc就是垃圾回收容器,全称Garbage Collection. 此篇文章中“垃圾”的概念:如果一个变量容器能被减少到0,说明他就已经没有被引 ...
- 高级数据结构---赫(哈)夫曼树及java代码实现
我们经常会用到文件压缩,压缩之后文件会变小,便于传输,使用的时候又将其解压出来.为什么压缩之后会变小,而且压缩和解压也不会出错.赫夫曼编码和赫夫曼树了解一下. 赫夫曼树: 它是一种的叶子结点带有权重的 ...
- mysql 复制表结构和数据
CREATE TABLE 新表名 SELECT 字段 as 新字段,字段 as 新字段.....from 旧表名:
- 2019-2020-1 20199325《Linux内核原理与分析》第七周作业
第七周作业 1.进程描述符task_struct数据结构(一) 为了管理进程,内核必须对每个进程进行清晰的描述,进程描述符提供了内核所需了解的进程信息. struct task_struct数据结构很 ...
- 十六, Oracle约束
前言 数据的完整性用于确保数据库数据遵从一定的商业和逻辑规则,在oracle中,数据完整性可以使用约束.触发器.应用程序(过程.函数)三种方法来实现,在这三种方法中,因为约束易于维护,并且具有最好的性 ...