当前位置：首页 > news >正文

GPT对话代码库——结构体与全局变量的比较，使用结构体的好处

news 来源：原创 2024/9/22 15:37:50

1，问：

1，答：

1. 组织性和可读性

2. 数据封装

3. 避免命名冲突

4. 模块化

5. 易于扩展

6. 函数参数传递

总结

2，问：

2，答：

示例分析

使用结构体的好处

组织性和模块化

避免命名冲突

易于扩展和维护

函数参数传递

总结:

提问模型：GPT-4o-mini Free

提问时间：2024.07.30

1，问：

#ifndef _ADC_DMA_H
#define _ADC_DMA_H
#include "stm32f10x.h"

#define PW_ADC_SAMPLE_LEN           8       //ADC样本空间长度

#define PW_VI_RATIO                   ((16.6667f*3.3f)/4096)
#define PW_VO_RATIO                   ((16.6667f*3.3f)/4096)
#define PW_VA_RATIO                   ((16.6667f*3.3f)/4096)
#define PW_IO_RATIO                   ((4.5833f*3.3f)/4096)

typedef struct
{
   uint16_t ADC_ConvertedValue[4]; //用来保存ADC各通道转换完成后的数据

   uint16_t outV[PW_ADC_SAMPLE_LEN];
   uint16_t outI[PW_ADC_SAMPLE_LEN];
   uint16_t inV[PW_ADC_SAMPLE_LEN];
   uint16_t outVA[PW_ADC_SAMPLE_LEN];

   float Vo;
   float Io;
   float Vi;
   float VA;

}_uADC_Type;

extern _uADC_Type   power;

void ADC_DmaConfig(void);
void ADC_GetNewSample(void);

#endif
为什么在这种程序中总是使用结构体，而不使用全局变量，是有什么好处吗

1，答：

在嵌入式编程中，尤其是像你所示的这种使用 STM32 微控制器的程序中，使用结构体而不是全局变量有几个明显的好处：

1. 组织性和可读性

结构体允许你将相关的数据组织在一起，使代码更具可读性和可维护性。例如，在你的代码中，_uADC_Type 结构体将所有与 ADC 相关的数据（如转换值、样本数据、浮点结果等）封装在一个地方。这比使用多个全局变量更易于理解和管理。

2. 数据封装

结构体可以将数据和相关的操作（如函数）封装在一起，这符合面向对象编程中的封装原则。在你的例子中，所有与 ADC 相关的变量都在 _uADC_Type 结构体中定义，这样可以确保这些变量作为一个整体处理，从而减少对全局命名空间的污染。

3. 避免命名冲突

全局变量容易导致命名冲突，特别是在大型项目中，多个文件和模块可能会使用相同的变量名。结构体通过将数据分组在一个名字空间中，减少了这种冲突的可能性。

4. 模块化

使用结构体使得代码模块化。例如，你可以在不同的文件中定义不同的结构体和操作函数，这使得不同的模块可以独立开发和测试，然后将它们组合在一起。这种方法使得代码更加模块化和结构化。

5. 易于扩展

当你需要增加或修改与 ADC 相关的数据时，只需要在结构体中进行相应的更改，而不必去修改所有使用这些全局变量的地方。这样结构体的使用使得数据的扩展和维护变得更加简便。

6. 函数参数传递

在函数中使用结构体作为参数，可以传递一组相关的数据，而不是单独传递多个参数。这可以使函数调用更加简洁和清晰。例如，你可以将 _uADC_Type 结构体作为参数传递给处理 ADC 数据的函数，从而避免了多个参数的传递。

总结

总之，使用结构体而不是全局变量可以提升代码的组织性、可读性、封装性和模块化，使代码更易于维护和扩展。这是嵌入式编程中一种常见的良好实践。

2，问：

#ifndef _ADC_DMA_H
#define _ADC_DMA_H
#include "stm32f10x.h"

#define PW_ADC_SAMPLE_LEN           8       //ADC样本空间长度

#define PW_VI_RATIO                   ((16.6667f*3.3f)/4096)
#define PW_VO_RATIO                   ((16.6667f*3.3f)/4096)
#define PW_VA_RATIO                   ((16.6667f*3.3f)/4096)
#define PW_IO_RATIO                   ((4.5833f*3.3f)/4096)

typedef struct
{
   uint16_t ADC_ConvertedValue[4]; //用来保存ADC各通道转换完成后的数据

   uint16_t outV[PW_ADC_SAMPLE_LEN];
   uint16_t outI[PW_ADC_SAMPLE_LEN];
   uint16_t inV[PW_ADC_SAMPLE_LEN];
   uint16_t outVA[PW_ADC_SAMPLE_LEN];

   float Vo;
   float Io;
   float Vi;
   float VA;

}_uADC_Type;

extern _uADC_Type   power;

void ADC_DmaConfig(void);
void ADC_GetNewSample(void);

#endif
举例详细说明，为什么在这种程序中总是使用结构体，而不使用全局变量，是有什么好处吗

2，答：

在嵌入式编程中，尤其是在 STM32 微控制器这样的系统中，使用结构体来组织数据而不是使用全局变量具有很多优势。以下是一些详细的好处，以及如何通过示例来理解这些好处。

示例分析

假设我们有一个电源监控系统，需要从 ADC 中读取多个传感器的值，并进行处理。你定义了一个结构体 _uADC_Type 来封装与 ADC 数据相关的信息，如下：

typedef struct  
{uint16_t ADC_ConvertedValue[4]; // 用来保存ADC各通道转换完成后的数据uint16_t outV[PW_ADC_SAMPLE_LEN];uint16_t outI[PW_ADC_SAMPLE_LEN];uint16_t inV[PW_ADC_SAMPLE_LEN];uint16_t outVA[PW_ADC_SAMPLE_LEN];float Vo;float Io;float Vi;float VA;
} _uADC_Type;extern _uADC_Type power;

使用结构体的好处

组织性和模块化

结构体示例：
```
_uADC_Type power;
```
全局变量示例：
```
uint16_t ADC_ConvertedValue[4];
uint16_t outV[PW_ADC_SAMPLE_LEN];
uint16_t outI[PW_ADC_SAMPLE_LEN];
uint16_t inV[PW_ADC_SAMPLE_LEN];
uint16_t outVA[PW_ADC_SAMPLE_LEN];
float Vo;
float Io;
float Vi;
float VA;
```
好处：
- 结构体：将所有相关的 ADC 数据封装在一个结构体中，使得代码更加整洁和模块化。power 结构体内包含了所有与 ADC 相关的变量，这使得代码逻辑更加明确。
- 全局变量：所有全局变量都在一个名字空间中，可能导致混乱和管理困难。变量之间缺乏组织，代码可读性差。
避免命名冲突

结构体示例：
```
power.ADC_ConvertedValue[0] = 1234;
```
全局变量示例：
```
ADC_ConvertedValue[0] = 1234;
```
好处：
- 结构体：结构体字段有明确的前缀（如 power.），避免了不同模块中变量名的冲突。
- 全局变量：所有变量都在同一全局空间中，容易发生命名冲突，尤其是在大型项目中。
易于扩展和维护

结构体示例：
```
typedef struct  
{uint16_t ADC_ConvertedValue[4];uint16_t outV[PW_ADC_SAMPLE_LEN];uint16_t outI[PW_ADC_SAMPLE_LEN];uint16_t inV[PW_ADC_SAMPLE_LEN];uint16_t outVA[PW_ADC_SAMPLE_LEN];float Vo;float Io;float Vi;float VA;
} _uADC_Type;
```
好处：
- 结构体：如果需要添加新的 ADC 相关数据或修改现有数据，直接在结构体中添加或修改字段即可，无需修改大量代码。
- 全局变量：添加新变量或修改现有变量时，可能需要修改多个函数中的代码，维护工作更加繁琐。
函数参数传递

结构体示例：
```
void processADCData(_uADC_Type *adcData);
```
好处：
- 结构体：通过传递结构体指针，可以一次性传递多个相关的数据。函数接口简洁，代码清晰。
- 全局变量：如果用全局变量，函数不需要参数，但这会导致函数之间强耦合，使得单元测试和函数重用变得困难。