嵌入式开发:C++中的结构与类

更新时间: 2021-12-03 11:02:39来源: 粤嵌教育浏览量:1927

  C++是一种用于嵌入式开发的少数语言,但当项目变得太大而不能有效使用C时,开发者通常采用C++。这些开发人员通常从C转换为C++,语言之间的细微差别代表了他们学习曲线的一个重要部分。C++的结构与C一样,它们不相同。C++具有与结构非常相似的类。本文将详细介绍这些语言元素。


  C语言中的结构


  C中的结构是一个定制的复合数据项(对象),它可以由现有的内置数据类型(int、char等)、位字段(指定位大小的整数)和其他结构构成。其思想是聚合属于一起的多个数据项。


  在大多数情况下,在C中使用结构非常简单,使代码更容易理解,而不会影响执行效率。但是,嵌入式开发人员应该注意两点:


  现代高端(通常为32位)处理器具有易于适应结构使用的指令集。事实上,它们正是为了做到这一点而设计的。然而,大多数低端CPU都不能提供这样的效率,因此需要注意结构的使用。


  位字段是一个很好的特性,可以生成高效且可读的代码。嵌入式开发人员可能会立即发现一个机会:使用位字段访问设备控制寄存器。许多外围设备具有1字或1字节宽的寄存器,其中包含各种位字段。有时它可以发挥作用,但有两个问题:


  位字段的精确布局由编译器决定。如果所有内容都正确映射到设备上,代码可能会正常工作。但是,更改编译器,甚至只是更新编译器,都可能会破坏代码。


  编译器生成的用于访问位字段的代码很可能会使用大量和/或操作以及对寄存器的多次访问,这可能会有问题。此外,一些设备寄存器是只写的,这在编译器生成的代码中永远不会被容纳。


  虽然C结构看起来有点像一种新的数据类型,但实际上并非如此。一个数据类型通常有一系列可以在其上执行的操作;对于C结构,情况并非如此。要对C结构执行任何操作,除了生成指向它的指针之外,还需要访问内部字段,在嵌入式开发中,这件事用C++来解决。




  C++中的类


  C++语言具有许多面向对象的能力。其中之一是类的概念,它支持更像新数据类型的描述。可以从类实例化变量(通常称为对象),也就是说,这是一个新类型的对象。


  C++类的语法与C结构几乎完全相同,有些非常相似的功能。然而,有一些重要的区别:


  类还可以包含函数(称为方法)。


  成员变量和方法对外隐藏,除非它们的声明遵循公共规则:


  可以有一对特殊方法–构造函数和析构函数–分别在创建和销毁类(对象)实例时自动运行。


  可以使用特殊方法(成员函数)定义处理新数据类型的运算符。


  一个类可以用作另一个类定义的基础(这称为继承)。


  声明新类型的变量(类的实例;对象)只需要类的名称,而不需要关键字class。


  C++中的结构


  除了类之外,C++还具有与C向后兼容的结构,然而,C++结构也具有与类所拥有的相同的附加能力。这只是C++中结构和类之间的唯一区别。正如我们所看到的,类中成员变量和函数的默认可访问性是私有的;结构中的默认值是public。


  在C++中使用类和结构


  获得这些信息后,我们强烈建议你不要过度利用这些信息。当你需要额外的功能时,有很多理由只使用C和类中提供的功能类型的结构。首先,这是一个代码可读性问题,编写代码时的一个关键优先事项是确保代码可读。另外,嵌入式开发人员可能对细节不太清楚,以“非标准”方式编写的代码将令人困惑。

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