C++|嵌入式开发:C++中的结构与类

C++|嵌入式开发:C++中的结构与类

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
【C++|嵌入式开发:C++中的结构与类】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 。