表驅(qū)動(dòng)法在STM32中的應(yīng)用

工程師進(jìn)階筆記

概念
所謂表驅(qū)動(dòng)法(Table-Driven Approach)簡(jiǎn)而言之就是用查表的方法獲取數(shù)據(jù)。此處的“表”通常為數(shù)組，但可視為數(shù)據(jù)庫(kù)的一種體現(xiàn)。根據(jù)字典中的部首檢字表查找讀音未知的漢字就是典型的表驅(qū)動(dòng)法，即以每個(gè)字的字形為依據(jù)，計(jì)算出一個(gè)索引值，并映射到對(duì)應(yīng)的頁(yè)數(shù)。相比一頁(yè)一頁(yè)地順序翻字典查字，部首檢字法效率極高。具體到編程方面，在數(shù)據(jù)不多時(shí)可用邏輯判斷語(yǔ)句(if…else或switch…case)來(lái)獲取值；但隨著數(shù)據(jù)的增多，邏輯語(yǔ)句會(huì)越來(lái)越長(zhǎng)，此時(shí)表驅(qū)動(dòng)法的優(yōu)勢(shì)就開(kāi)始顯現(xiàn)。
8 N4 F/ w: b6 Y6 c: P0 y簡(jiǎn)單示例
上面講概念總是枯燥的，我們簡(jiǎn)單寫(xiě)一個(gè)C語(yǔ)言的例子。下面例子功能：傳入不同的數(shù)字打印不同字符串。使用if…else逐級(jí)判斷的寫(xiě)法如下

void fun(int day){    if (day == 1)    {        printf("Monday
");    }    else if (day == 2)    {        printf("Tuesday
");    }    else if (day == 3)    {        printf("Wednesday
- t+ K8 h2 j3 y- ]- r2 Z, O& m");    }    else if (day == 4)    {        printf("Thursday
");    }    else if (day == 5)    {        printf("Friday
. B+ d2 g/ a* ^# N' `");    }    else if (day == 6)    {        printf("Saturday
");    }    else if (day == 7)    {        printf("Sunday
");    }}使用switch…case的方法寫(xiě)
9 |! C+ P- y4 J1 Q. {

void fun(int day){    switch (day)    {    case 1:        printf("Monday
");        break;    case 2:        printf("Tuesday
  L/ m5 y) Z; X# t* N0 I");        break;    case 3:        printf("Wednesday
");        break;    case 4;        printf("Thursday
' ?, A3 ^) N9 W# S- g9 B+ @2 F");        break;        case 5:        printf("Friday
");        break;    case 6:        printf("Saturday
");        break;    case 7:printf("Sunday
");        break;    default:        break;    }}使用表驅(qū)動(dòng)法實(shí)現(xiàn)
0 E. j' j6 v, o% j

char weekDay[] = {Monday,Tuesday,Wednesday,Thursday,Friday,Saturday,Sunday};void fun(int day){  printf("%s
",weekDay[day]);}看完示例，可能“恍然大悟”，一拍大腿，原來(lái)表驅(qū)動(dòng)法就是這么簡(jiǎn)單啊。是的，它的核心原理就是這個(gè)簡(jiǎn)單，如上面例子一樣。
* U( U4 |8 F/ f7 V: [如果上面的例子還沒(méi)get這種用法的好處，那么再舉一個(gè)栗子。
統(tǒng)計(jì)用戶(hù)輸入的一串?dāng)?shù)字中每個(gè)數(shù)字出現(xiàn)的次數(shù)。
常規(guī)寫(xiě)法

int32_t aDigitCharNum[10] = {0}; /* 輸入字符串中各數(shù)字字符出現(xiàn)的次數(shù) */int32_t dwStrLen = strlen(szDigits);
! E# M, p6 |$ hint32_t dwStrIdx = 0;for (; dwStrIdx {    switch (szDigits[dwStrIdx])    {    case '1':        aDigitCharNum[0]++;        break;    case '2':        aDigitCharNum[1]++;        break;    //... ...    case '9':        aDigitCharNum[8]++;        break;    }}表驅(qū)動(dòng)法
6 b) J( T# k! q8 c8 {( @3 j2 s

for(; dwStrIdx {    aDigitCharNum[szDigits[dwStrIdx] - '0']++;}偶爾在一些開(kāi)源項(xiàng)目中看到類(lèi)似的操作，驚呼“騷操作”，其實(shí)他們有規(guī)范的叫法：表驅(qū)動(dòng)法。
( N. n5 w# z- H1 z& F" v: e在MCU中應(yīng)用
在MCU中的應(yīng)用示例，怎么少的了點(diǎn)燈大師操作呢？首先來(lái)點(diǎn)一下流水LED燈吧。
# |* N  Q* R! y. S" V常規(guī)寫(xiě)法

void LED_Ctrl(void){    static uint32_t sta = 0;
    if (0 == sta)    {        LED1_On();    }    else    {        LED1_Off();    }
    if (1 == sta)    {        LED2_On();    }    else    {        LED2_Off();    }
    /* 兩個(gè)燈，最大不超過(guò)2 */    sta = (sta + 1) % 2;}
, w4 H3 B9 n* s, [/* 主函數(shù)運(yùn)行 */int main(void){    while (1)    {        LED_Ctrl();        os_delay(200);    }}表驅(qū)動(dòng)法

extern void LED1_On(void);extern void LED1_Off(void);extern void LED2_On(void);extern void LED2_Off(void);
/* 把同一個(gè)燈的操作封裝起來(lái) */struct tagLEDFuncCB{    void (*LedOn)(void);    void (*LedOff)(void);};
/* 定義需要操作到的燈的表 */const static struct tagLEDFuncCB LedOpTable[] ={        {LED1_On, LED1_Off},        {LED2_On, LED2_Off},};
void LED_Ctrl(void){    static uint32_t sta = 0;    uint8_t i;
5 b+ r: t# i5 [) S3 h, [    for (i = 0; i sizeof(LedOpTable) / sizeof(LedOpTable[0]); i++)    {        (sta == i) ? (LedOpTable.LED_On()) : (LedOpTable.LED_Off());    }
6 o0 M2 ]# {3 l" M' z8 V% A    /* 跑下個(gè)燈 */    sta = (sta + 1) % (sizeof(LedOpTable) / sizeof(LedOpTable[0]));}
int main(void){    while (1)    {        LED_Ctrl();        os_delay(200);    }}這樣的代碼結(jié)構(gòu)緊湊，因?yàn)楹徒Y(jié)構(gòu)體結(jié)合起來(lái)了，方便添加下一個(gè)LED燈到流水燈序列中，這其中涉及到函數(shù)指針，詳細(xì)請(qǐng)看《回調(diào)函數(shù)》，只需要修改LedOpTable如下
5 e" _" D5 Q: Y9 r- g5 [, g( k0 ?

const static struct tagLEDFuncCB LedOpTable[] ={    {LED1_On, LED1_Off},    {LED2_On, LED2_Off},    {LED3_On, LED3_Off},};這年頭誰(shuí)還把流水燈搞的這么花里胡哨的啊，那么就舉例在串口解析中的應(yīng)用，之前的文章推送過(guò)《回調(diào)函數(shù)在命令解析中的應(yīng)用》，下面只貼一下代碼

typedef struct{    rt_uint8_t CMD;    rt_uint8_t (*callback_func)(rt_uint8_t cmd, rt_uint8_t *msg, uint8_t len);} _FUNCCALLBACK;
* ~% V! m8 N* Y_FUNCCALLBACK callback_list[] ={    {cmd1, func_callback1},    {cmd2, func_callback2},    {cmd3, func_callback3},    {cmd4, func_callback41},    ...};
void poll_task(rt_uint8_t cmd, rt_uint8_t *msg, uint8_t len){    int cmd_indexmax = sizeof(callback_list) / sizeof(_FUNCCALLBACK);    int cmd_index = 0;
* ]) c: T, _: c( E: [    for (cmd_index = 0; cmd_index     {        if (callback_list[cmd_index].CMD == cmd)        {            if (callback_list[cmd_index])            {                /* 處理邏輯  */                callback_list[cmd_index].callback_func(cmd, msg, len);            }        }    }}除上述例子，表驅(qū)動(dòng)法在UI界面中也有良好的應(yīng)用，如下
- q, [% n* k/ \- G6 R結(jié)構(gòu)體封裝

typedef enum{    stage1 = 0,    stage2,    stage3,    stage4,    stage5,    stage6,    stage7,    stage8,    stage9,} SCENE;typedef struct{    void (*current_operate)(); //當(dāng)前場(chǎng)景的處理函數(shù)    SCENE Index;               //當(dāng)前場(chǎng)景的標(biāo)簽    SCENE Up;                  //按下Up鍵跳轉(zhuǎn)的場(chǎng)景    SCENE Down;                //按下Down鍵跳轉(zhuǎn)的場(chǎng)景    SCENE Right;               //按下Left鍵跳轉(zhuǎn)的場(chǎng)景    SCENE Left;                //按下Right鍵跳轉(zhuǎn)的場(chǎng)景} STAGE_TAB;函數(shù)映射表
& H* s' v; l# @0 {4 v

STAGE_TAB stage_tab[] = {    //operate        Index   Up      Down    Left    Right    {Stage1_Handler, stage1, stage4, stage7, stage3, stage2},    {Stage2_Handler, stage2, stage5, stage8, stage1, stage3},    {Stage3_Handler, stage3, stage6, stage9, stage2, stage1},    {Stage4_Handler, stage4, stage7, stage1, stage6, stage5},    {Stage5_Handler, stage5, stage8, stage2, stage4, stage6},    {Stage6_Handler, stage6, stage9, stage3, stage5, stage4},    {Stage7_Handler, stage7, stage1, stage4, stage9, stage8},    {Stage8_Handler, stage8, stage2, stage5, stage7, stage9},    {Stage9_Handler, stage9, stage3, stage6, stage8, stage7},};定義兩個(gè)變量保存當(dāng)前場(chǎng)景和上一個(gè)場(chǎng)景

char current_stage=stage1;char prev_stage=current_stage;按下Up按鍵 跳轉(zhuǎn)到指定場(chǎng)景current_stage的值根據(jù)映射表改變
+ G; T& i# ~1 a. b* p# z4 R

current_stage =stage_tab[current_stage].Up;場(chǎng)景改變后 根據(jù)映射表執(zhí)行相應(yīng)的函數(shù)Handler

if(current_stage!=prev_stage){  stage_tab[current_stage].current_operate();  prev_stage=current_stage;}這是一個(gè)簡(jiǎn)單的菜單操作，結(jié)合了表驅(qū)動(dòng)法。在MCU中表驅(qū)動(dòng)法有很多很多用處，本文的例子已經(jīng)過(guò)多了，如果在通勤路上用手機(jī)看到這里，已經(jīng)很難了。關(guān)于UI操作，大神figght在github開(kāi)源了zBitsView倉(cāng)庫(kù)，單片機(jī)實(shí)現(xiàn)屏幕界面,多層菜單。很牛，很優(yōu)秀的代碼，有興趣的同學(xué)可以學(xué)習(xí)一下。https://github.com/figght/zBitsView
) s& s. d- H+ ~; D
后記
這篇文章我也看到網(wǎng)上一遍表驅(qū)動(dòng)法的后總結(jié)的筆記，可能也有很多同學(xué)和我一樣，在自己的項(xiàng)目中熟練應(yīng)用了這種“技巧”，但今天才知道名字：表驅(qū)動(dòng)法。
/ Y. _9 o# S* d+ K$ M/ W) U1 c$ f1 s這篇文章多數(shù)都是代碼示例，實(shí)在因?yàn)楸眚?qū)動(dòng)法大家應(yīng)該都熟練應(yīng)用了，這篇文章算是總結(jié)一下吧。
& V5 L) w- d+ j, \4 O% D" y學(xué)習(xí)知識(shí)，可以像在學(xué)校從概念一點(diǎn)點(diǎn)學(xué)習(xí)，也可以在工作中慢慢積累，然后總結(jié)記錄，回歸最初的概念，豐富自己的知識(shí)框架。
祝大家變得更強(qiáng)！END


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