define与typedef

2024-08-08 17:13:44 浏览数 (2)

在嵌入式开发中经常会用到宏定义define和typedef,它们俩在使用上有些类似,容易混淆,那么他们有什么区别呢?

1. 二者的本质

#define是宏定义,它是一种预处理命令,在预处理的时候进行简单的文本替换操作,其表达式一般如下:

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#define 标识符 字符串   /*宏定义结尾不加;*/

在预处理时会把自己定义的标识符替换为宏定义中的字符串,比如:

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#define PI 3.14

这个宏定义的作用是把代码中的PI替换为3.14,在程序中遇到PI就可以把他看作3.14这个常数(前提是在宏定义的作用域内)。typedef是C语言中的关键字,他的作用是为复杂的声明定义起一个别名,比如在STM32开发中,我们经常可以看到诸如uint32_t这类自定义数据类型,这个数据类型就是通过typedef实现的:

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typedef unsigned int uint32_t; /*语句结束要加;*/

typedef更常见的是为结构等复杂数据类型起别名,以达到定义相关变量时更加方便的目的。

2. 二者的区别

举例说明名二者的本质区别:

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#define my_type1_t (int *)
typedef int* my_type2_t;

/*用两个数据类型分别定义变量*/
my_type1_t a, b; 
/*替换为 
int * a, b; 
*/
my_type2_t c, d;
/*相当于
int * c;
int * d;
*/

其中,变量a,c,d为 int* 类型,而变量b为int型,这是因为my_type1_t并不是真正的数据类型,而是一个简单文本替代,而my_type2_t是自己定义的一个数据类型(int*的别名)。

3. 断言

断言一般会用做函数入口参数的有效性判断,在STM32的HAL库中就有很多应用,比如在STM32F429中断优先级分组配置函数中(此处只说断言应用,不对STM32F429的中断分组做过多讨论):

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void HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(uint32_t PriorityGroup)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_NVIC_PRIORITY_GROUP(PriorityGroup));
  
  /* Set the PRIGROUP[10:8] bits according to the PriorityGroup parameter value */
  NVIC_SetPriorityGrouping(PriorityGroup);
}

这里第一条语句assert_param就是断言函数,它用来判断函数参数PriorityGroup是否合法,断言函数assert_param使用一个宏来实现的,通过MDK的“Go To Definition of 'assert_param'”可以在stm32f4xx_hal_conf.h中找到其定义如下:

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#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  The assert_param macro is used for function's parameters check.
  * @param  expr: If expr is false, it calls assert_failed function
  *         which reports the name of the source file and the source
  *         line number of the call that failed. 
  *         If expr is true, it returns no value.
  * @retval None
  */
  #define assert_param(expr) ((expr) ? (void)0 : assert_failed((uint8_t *)__FILE__, __LINE__))
/* Exported functions ------------------------------------------------------- */
  void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line);
#else
  #define assert_param(expr) ((void)0)
#endif /* USE_FULL_ASSERT */  

宏USE_FULL_ASSERT是用来表示是否支持断言的开关,如果没有定义这个宏,那么断言函数assert_param无任何操作;如果开启了断言,那么它将通过三目操作符来进行判断,如果expr为真,不执行任何操作,如果expr为假,执行assert_failed函数。assert_failed函数在库中只有声明,没有定义,需要用户自己根据实际开发需要去实现其功能,该函数的两个参数分别是调用assert_failed函数(即参数不合法)的文件的文件名和行号,可以通过该函数打印参数不合法的文件及不合法的行号位置。回到最初的HAL_NVIC_SetPriorityGrouping函数,这里assert_param函数的参数IS_NVIC_PRIORITY_GROUP也是一个宏,定义在stm32f4xx_hal_cortex.h中:

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#define IS_NVIC_PRIORITY_GROUP(GROUP) (((GROUP) == NVIC_PRIORITYGROUP_0) || 
                                       ((GROUP) == NVIC_PRIORITYGROUP_1) || 
                                       ((GROUP) == NVIC_PRIORITYGROUP_2) || 
                                       ((GROUP) == NVIC_PRIORITYGROUP_3) || 
                                       ((GROUP) == NVIC_PRIORITYGROUP_4))

stm32f429的中断分组共0-4五组,如果函数参数PriorityGroup不是这五个之一,那么整个表达式为假,此时调用断言函数中的assert_failed函数来打印错误信息。

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