嵌入式系統(tǒng)C語言.ppt

1、嵌入式系統(tǒng)C+語言,陳俊彥,主要內(nèi)容,一、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)語言 二、C+語言的簡單回顧,一、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)語言,匯編語言 C語言 C+語言 JAVA語言 其它（如nes C等,匯編語言,匯編語言的優(yōu)點(diǎn) 程序運(yùn)行結(jié)果直觀 便于對程序的跟蹤和調(diào)試 程序執(zhí)行效率很高 程序運(yùn)行速度很快 匯編語言的缺點(diǎn) 開發(fā)效率低下 使用場合 系統(tǒng)初始化、系統(tǒng)任務(wù)切換、時(shí)序嚴(yán)格的場合,C語言,C語言是在嵌入式領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的編程語言，幾乎所有的嵌入式開發(fā)環(huán)境都支持C語言。 C語言是一種高效的語言，用C寫的程序執(zhí)行速度快，占用內(nèi)存少，經(jīng)過優(yōu)化后效率接近匯編程序。 C語言的主要不足是缺乏編程模型，描述復(fù)雜邏輯十分困難。同時(shí)

2、，程序員可以隨意修改程序中的內(nèi)容，這在提高編程靈活性的同時(shí)也帶來安全隱患,C+語言,C+保留了C語言的強(qiáng)大功能與靈活性，并提供了繼承、封裝、多態(tài)等面向?qū)ο蠹夹g(shù)，為程序設(shè)計(jì)帶來了深及靈魂的變革。 但是，C+語言過于龐大，對于資源受限的嵌入式系統(tǒng)來說，執(zhí)行效率難于保證。 在1998年，Embedded C+規(guī)范正式制度（簡稱為EC+）。EC+是標(biāo)準(zhǔn)C+的一個(gè)子集，它從C+語法中剔除了一些實(shí)現(xiàn)復(fù)雜和會(huì)導(dǎo)致額外負(fù)擔(dān)的語法元素。例如：友元、虛基類、異常處理、模板、命名空間等。同時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)庫方面，EC+規(guī)范也做了刪減，剔除了STL和Stream等。 C+在嵌入式系統(tǒng)中主要應(yīng)用在圖形界面開發(fā),JAVA語言,

3、Java是一種可以撰寫跨平臺(tái)應(yīng)用軟件的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言，是由Sun Microsystems公司于1995年5月推出的Java程序設(shè)計(jì)語言和Java平臺(tái)（即JavaSE, JavaEE, JavaME）的總稱。 Java 技術(shù)具有卓越的通用性、高效性、平臺(tái)移植性和安全性，廣泛應(yīng)用于個(gè)人PC、數(shù)據(jù)中心、游戲控制臺(tái)、科學(xué)超級(jí)計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話和互聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)擁有全球最大的開發(fā)者專業(yè)社群。在全球云計(jì)算和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)環(huán)境下，Java更具備了顯著優(yōu)勢和廣闊前景,二、C+語言的簡單回顧,面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法概述 類和對象 構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù) 繼承與派生,面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)方法概述,面向過程的程序設(shè)計(jì)方

4、法 詳細(xì)地描述每一瞬時(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及對其的操作過程。 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法 將對象作為程序的基本單元，將程序和數(shù)據(jù)封裝其中，以提高軟件的重用性、靈活性和擴(kuò)展性,類和對象,客觀世界中任何一個(gè)事物都可以看成一個(gè)對象（Object） 任何一個(gè)對象都具有兩個(gè)要素：屬性和行為 對象的類型稱為類，類代表了某一批對象的共性和特征 類是對象的抽象，對象是類的具體實(shí)例,聲明類類型,類類型聲明形式： class 類名 private: 私有的數(shù)據(jù)和成員函數(shù)； public: 公用的數(shù)據(jù)和成員函數(shù)； protected: 受保護(hù)的數(shù)據(jù)和成員函數(shù)；,聲明類類型舉例,例子： class Timer public: vo

5、id CalculateTime(); /成員函數(shù) void ShowTime(); private: int hour; / 數(shù)據(jù)成員 int min; int sec;,類成員訪問屬性,私有成員（private）：只能被本類中的成員函數(shù)引用，類外不能調(diào)用（友元類例外）。 公用成員（public）：既可以被本類中的成員函數(shù)所引用，也可以被類的作用域內(nèi)的其他函數(shù)引用。 受保護(hù)成員（protected）：不能被類外訪問，但可以被派生類的成員函數(shù)訪問。 如果不做屬性聲明，系統(tǒng)將其成員默認(rèn)為私有成員（private,定義對象,先聲明類類型，然后再定義對象 類名 對象名 例如：Timer time1；

6、 在聲明類類型的同時(shí)定義對象 不出現(xiàn)類名，直接定義對象 例如：class private : public : time1, time2,對象的動(dòng)態(tài)建立,前面介紹的方法定義的對象是靜態(tài)的，在程序運(yùn)行過程中，對象所占的空間不能隨時(shí)釋放，只有在函數(shù)結(jié)束時(shí)，該對象才釋放。 用new運(yùn)算符動(dòng)態(tài)建立對象，可隨時(shí)撤銷對象，釋放內(nèi)存空間。 用new運(yùn)算符動(dòng)態(tài)地分配內(nèi)存后，將返回一個(gè)指向新對象的指針的值，即所分配的內(nèi)存空間的起始地址。用戶可以獲得該地址，并通過該地址來訪問這個(gè)對象。如： Timer *time = new Timer； 在不再需要使用由new建立的對象時(shí)，可以用delete運(yùn)算符予以釋放,類外

7、定義成員函數(shù),類的成員函數(shù)在類體中只寫成員函數(shù)的聲明，而在類的外面進(jìn)行函數(shù)的定義。成員函數(shù)在類外定義時(shí)，必須在函數(shù)名前面加上類名，予以限定。 “:”是作用域限定符，或稱作用域運(yùn)算符，用它聲明函數(shù)是屬于哪個(gè)類的。如Timer:CalculateTime(); 如果在作用域限定符的前面沒有類名，或者函數(shù)名前面既無類名又無作用域限定符，則表示該函數(shù)不屬于任何類，這個(gè)函數(shù)不是成員函數(shù)，而是全局函數(shù)，即非成員函數(shù)的一般普通函數(shù)。如 :close() 或 close(,成員函數(shù)的存儲(chǔ)方式,類定義的每個(gè)對象所占用的存儲(chǔ)空間只是該對象的數(shù)據(jù)部分所占用的存儲(chǔ)空間，不包括函數(shù)代碼所占用的存儲(chǔ)空間，如下圖,對象成員

8、的引用,通過對象名和成員運(yùn)算符訪問對象中的成員 例如：time1.CalculateTime(); 通過指向?qū)ο蟮闹羔樤L問對象中的成員 例如：Timer *p = 上例定義了time1對象的引用變量time2，它們共占同一段存儲(chǔ)單元,this指針,在每一個(gè)成員函數(shù)中都包含一個(gè)特殊的指針this，它是指向本類對象的指針，它的值是當(dāng)前被調(diào)用的成員函數(shù)所在的對象的起始地址。 this指針是隱式使用的，它是作為參數(shù)被傳遞給成員函數(shù)。 可以用*this表示被調(diào)用的成員函數(shù)所在的對象，*this即當(dāng)前的對象。如： return(*this).hour,數(shù)據(jù)成員初始化,類的數(shù)據(jù)成員是不能在聲明類時(shí)初始化的，

9、因?yàn)轭惒皇且粋€(gè)實(shí)體，而是一種抽象類型，并不占存儲(chǔ)空間 如果一個(gè)類中所有的成員都是公用的，可以在定義對象時(shí)對數(shù)據(jù)成員進(jìn)行初始化。例如： class Time public: hour; minute; sec; Time t1 = 14, 13, 45 ; 如果數(shù)據(jù)成員是私有的或者受保護(hù)的成員，只能使用構(gòu)造函數(shù)初始化,構(gòu)造函數(shù),構(gòu)造函數(shù)是一種特殊的成員函數(shù)，與其它成員函數(shù)不同，不需要用戶調(diào)用它，而是在建立對象時(shí)自動(dòng)執(zhí)行。構(gòu)造函數(shù)的名字必須與類名同名，不能由用戶任意命名。它不具有任何類型，不返回任何值。構(gòu)造函數(shù)的功能由用戶定義，用戶根據(jù)初始化的要求設(shè)計(jì)函數(shù)體和函數(shù)參數(shù)。例如： class Time

10、 public: Time() hour = 0; minute = 0; sec = 0; private: hour; minute; sec;,帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù),構(gòu)造函數(shù)名(類型1 參數(shù)1，類型2 參數(shù)2，) class Time public: Time( int, int, int )； private: hour; minute; sec; Time:Time( int h, int m, int s ) hour = h; minute = m; sec = s; Time t1( 14, 13, 45,構(gòu)造函數(shù)的重載,在一個(gè)類中可以定義多個(gè)構(gòu)造函數(shù)，以便對類對象提供不同的初始化

11、的方法，供用戶選用。這些構(gòu)造函數(shù)具有相同的名字，而參數(shù)的個(gè)數(shù)或參數(shù)的類型不相同。這稱為構(gòu)造函數(shù)的重載 class Time public: Time( ) hour = 0; minute = 0; sec = 0; Time( int h, int m, int s ) hour = h; minute = m; sec = s; private: hour; minute; sec; Time time1; Time time1( 14,12,45,構(gòu)造函數(shù)的使用,構(gòu)造函數(shù)在類對象進(jìn)入其作用域時(shí)調(diào)用 構(gòu)造函數(shù)沒有返回值，因此也不需要在定義構(gòu)造函數(shù)時(shí)聲明類型。不能寫成void Time()

12、構(gòu)造函數(shù)不需用戶調(diào)用，也不能被用戶調(diào)用 在構(gòu)造函數(shù)的函數(shù)體中不僅可以對數(shù)據(jù)成員賦初值，而且可以包含其他語句。但一般不提倡在構(gòu)造函數(shù)中加入與初始化無關(guān)的內(nèi)容 如果用戶自己沒有定義構(gòu)造函數(shù)，則C+系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)空的構(gòu)造函數(shù)，但不執(zhí)行初始化操作,析構(gòu)函數(shù),析構(gòu)函數(shù)也是一個(gè)特殊的成員函數(shù)，它的作用與構(gòu)造函數(shù)相反 命名：類名( ) 當(dāng)對象的生命期結(jié)束時(shí)，會(huì)自動(dòng)執(zhí)行析構(gòu)函數(shù) 析構(gòu)函數(shù)的作用并不是刪除對象，而是在撤銷對象占用的內(nèi)存之前完成一些清理工作 析構(gòu)函數(shù)不返回任何值，沒有函數(shù)類型，也沒有函數(shù)參數(shù)，不能被重載 一個(gè)類可以有多個(gè)構(gòu)造函數(shù)，但只能有一個(gè)析構(gòu)函數(shù),執(zhí)行析構(gòu)函數(shù)的情況,如果在一個(gè)函數(shù)中定義了

13、一個(gè)對象（它是自動(dòng)局部對象），當(dāng)這個(gè)函數(shù)被調(diào)用結(jié)束時(shí)，對象應(yīng)該釋放，在對象釋放前自動(dòng)執(zhí)行析構(gòu)函數(shù) Static局部對象在函數(shù)調(diào)用結(jié)束時(shí)對象并不釋放，因此也不調(diào)用析構(gòu)函數(shù)，只在main函數(shù)結(jié)束或調(diào)用exit函數(shù)結(jié)束程序時(shí)，才調(diào)用static局部對象的析構(gòu)函數(shù) 如果定義了一個(gè)全局對象，則在程序的流程離開其作用域時(shí)（如main函數(shù)結(jié)束或調(diào)用exit函數(shù)），調(diào)用該全局對象的析構(gòu)函數(shù) 如果用new運(yùn)算符動(dòng)態(tài)地建立一個(gè)對象，當(dāng)用delete運(yùn)算符釋放該對象時(shí)，先調(diào)用該對象的析構(gòu)函數(shù),調(diào)用構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的順序,先構(gòu)造的后析構(gòu)，后構(gòu)造的先析構(gòu)，先進(jìn)后出,類的封裝性和信息隱蔽,類的作用是把數(shù)據(jù)和算法封裝在用

14、戶聲明的抽象數(shù)據(jù)類型中。在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)中，在聲明類時(shí)，一般都是把所有的數(shù)據(jù)指定為私有的，使它們與外界隔離，把需要讓外界調(diào)用的成員函數(shù)指定為公用的，外界通過公用的函數(shù)來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)操作。外界與對象唯一的聯(lián)系渠道就是調(diào)用公用的成員函數(shù)。這樣就使類與外界的聯(lián)系減少到最低限度,繼承和派生,所謂“繼承”就是在一個(gè)已存在的類的基礎(chǔ)上建立一個(gè)新的類，新類從已有的類那里獲得其已有特性。已存在的類稱為“基類”或者“父類”。 從另一個(gè)角度來說，從已有的類（父類）產(chǎn)生的一個(gè)新的子類，稱為類的派生。新建立的類稱為“派生類”或者“子類”。派生類繼承了基類的所有數(shù)據(jù)成員和成員函數(shù)，并可以對成員作必要的增加或調(diào)整 派生

15、類是基類的具體化，基類是派生類的抽象,派生類的聲明方式,class 派生類名：繼承方式 基類名 派生類新增加的成員 ； 繼承方式包括public(公用的)，private(私有的)，protected(受保護(hù)的)，默認(rèn)為private 例如：class Timer1:public Timer private: int msec; /新增毫秒 int usec; /新增微秒 public： void CalculatemsTime(); /新增成員函數(shù),派生類成員的訪問屬性,不同的繼承方式?jīng)Q定了基類成員在派生類中的訪問屬性： 公用繼承：基類的公用成員和保護(hù)成員在派生類中保持原有的訪問屬性，其私有

16、成員仍為基類私有。 私有繼承：基類的公用成員和保護(hù)成員在派生類中成了私有成員。其私有成員仍為基類私有。 受保護(hù)的繼承：基類的公用成員和保護(hù)成員在派生類中成了保護(hù)成員，其私有成員仍為基類私有,派生類的構(gòu)造函數(shù),一般形式為 派生類構(gòu)造函數(shù)名(總參數(shù)表列) : 基類構(gòu)造函數(shù)名(參數(shù)表列) 派生類中新增數(shù)據(jù)成員初始化語句 例如：Timer1( int h, int m, int s, int ms, int us ) : Timer( int h, int m, int s ) msec = ms; usec = us; Timer1 time1( 12, 14, 25, 32, 22 ); 執(zhí)行順序

17、：先調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)，再調(diào)用派生類的構(gòu)造函數(shù),有子對象的派生類的構(gòu)造函數(shù),如果在一個(gè)類聲明中包含其它已聲明類的對象，該對象稱為子對象。 定義有子對象的派生類的構(gòu)造函數(shù)一般形式為： 派生類構(gòu)造函數(shù)名（總參數(shù)列表）： 基類構(gòu)造函數(shù)名（參數(shù)列表）， 子對象名（參數(shù)列表） 派生類中新增數(shù)據(jù)成員初始化語句 執(zhí)行順序：先調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)，再調(diào)用子對象的構(gòu)造函數(shù)，最后調(diào)用派生類的構(gòu)造函數(shù),多重繼承,一個(gè)派生類只從一個(gè)基類派生，稱為單繼承，這種繼承關(guān)系所形成的層次是一個(gè)樹形結(jié)構(gòu)，如圖1： 一個(gè)派生類有兩個(gè)或多個(gè)基類的，稱為多重繼承。這種繼承關(guān)系所形成的結(jié)構(gòu)圖如圖2,圖1,圖2,聲明多重繼承,如果已聲明了類

18、A、類B、類C，可以聲明多重繼承的派生類D： class D : public A, private B, protected C 類D新增加的成員 D按不同的繼承方式的規(guī)則繼承A、B、C的屬性，確定各基類的成員在派生類中的訪問權(quán)限,多重繼承派生類的構(gòu)造函數(shù),一般形式為: 派生類構(gòu)造函數(shù)名(總參數(shù)列表) : 基類1構(gòu)造函數(shù)名(參數(shù)列表), 基類2構(gòu)造函數(shù)名(參數(shù)列表), 基類3構(gòu)造函數(shù)名(參數(shù)列表) 派生類中新增數(shù)據(jù)成員初始化語句 執(zhí)行順序：先調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)，再調(diào)用派生類的構(gòu)造函數(shù)。調(diào)用基類的順序按照聲明派生類時(shí)基類出現(xiàn)的順序,多重繼承引起的二義性問題,多重繼承容易因?yàn)槔^承的成員同名而產(chǎn)生二義性問題，使程序的編寫和維護(hù)出錯(cuò)。 二義性問題通常有以下3種情況： （1）多個(gè)基類有同名成員 解決辦法：用基類名來限定成員。例如： class C : public A, public B C c1; /定義對象c1 c1.A:display( ); /調(diào)用c1中基類A的成員函數(shù) c1.B:display( ); /調(diào)用c1中基類B的成員函數(shù),多重繼承引起的二義性問題,2）基類和派生類有同名成員，則基類的同名成員在派生類仲被屏蔽。需要注意的是，不同的成員函數(shù)只有在函數(shù)名和參數(shù)個(gè)數(shù)相同、類型相匹配的情況下才會(huì)發(fā)生同名覆