Keil + STM32学习嵌入式数据结构-01

简单点的学玩

已于 2023-01-10 19:09:14 修改

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分类专栏： # 数据结构学习文章标签：数据结构

于 2023-01-10 19:08:50 首次发布

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初识数据结构，十天搞定嵌入式数据结构_哔哩哔哩_bilibili

课程目的

学会嵌入式经常使用的数据结构

具备基础知识

具有C语言基础（结构体、指针、内存（malloc)）

具有数据结构的基础知识，因此提及到的基础知识比较少

嵌入式数据结构的实现基本上基于结构体，在FreeRTOS的源码中体现的很清楚，基本上都是结构体，或者为了描述一个东西（数据）的属性时（数据元素--数据的基本单位）你需要使用结构体，比如学生的成绩、排名、姓名等

学习方法

以分析FreeRTOS中内部存在的数据结构来学习嵌入式数据结构，数据结构在操作系统中体现的淋漓尽致，因此当你分析完FreeRTOS中数据结构的算法后，你就具备了嵌入式数据结构的基础。嵌入式的数据结构内容不是特别的多，因为有些数据结构很少使用到

代码量决定你的能力提升范围

数据结构的作用

让数据的处理更加高效、灵活，使用起来更方便，为了满足更多的情况

数据的逻辑结构

线性、层次、网状，其实就是分线性和非线性结构（按照前趋数和后继数分类的），我们常见的并且使用最多的是线性结构（线性表、栈、队列）

数据的存储结构

如何把数据存储在内存（把内存想象成一个房子的房间）中，连续存储（数组-房间号连续）、非连续数组（链表--房间号不连续---用地址/指针建立连接）

数据结构意义

1：提高编程能力

2：提高程序的复用性、维护性、可读性

3：程序 = 数据结构 + 算法

什么是数据结构

数据结构 = 数据 + 结构（逻辑和存储）

数据和数据元素

比如下面的属性就是数据元素，为了描述数据

顺序存储

缺点：插入和删除不方便

优点：查找方便

根据处理的问题进行选择性的使用存储方式

上图亮点在typedef int data_t中，因为我们的数据类型可以改变

last表示数组长度

顺序存储的使用

1:代码分层处理，把顺序存储分成.c和.h文件，如果别人需要使用我们的写的文件，我们给的是.h和.so文件（动态库）（由.c编译的二进制文件，防止别人知道源码实现，这个操作很常见，比如你不知道printf的源码时如何实现的，你只能打开stdio.h而不存在stdio.c）

2：在写代码的时候，要有代码架构思想，为了提高我们的代码复用性，可以很方便的给别人使用或者换一个场景也能很快使用

在C语言中，一般使用数组（结构体数组）表示顺序存储。因此我们使用结构体数组来点亮我们想要的LED灯---需要借助FreeRTOS的动态内存分配

typedef struct Class LED_t ;
#define N  5      //表示能装多少个LED灯

struct  Class
{
    uint8_t Num;
    uint32_t RCC_CLOCK;
    GPIO_TypeDef * GPIOX;
    uint16_t GPIO_Pin;
    GPIOMode_TypeDef GPIO_Mode;
    GPIOSpeed_TypeDef GPIO_Speed;
    BitAction BitVal;  //赋值电平
    const char *str;
    
};

typedef struct
{    
    LED_t LED_Data[N];
    uint16_t len;
   
}sqlsitLED, *sqlinkLED;

顺序数组的操作

/*
*   创建顺序表
*/
sqlinkLED List_Create()
{
   sqlinkLED  class;
   class = (sqlinkLED)pvPortMalloc(sizeof(sqlsitLED));
   if( class == NULL )
    {
       printf("List_Create is fail\r\n");
       return NULL;
    }
    else
    {
        printf("List_Create is sucess\r\n");
        memset(class->LED_Data , 0 , sizeof(LED_t)*N);
        class->len = 0;
        return class;
    }
    
}

/*
*   清空顺序表  0--失败  1--成功
*/
uint8_t Clear_List( sqlinkLED class )
{
    if( class == NULL )
        return 0;
    
    memset(class->LED_Data , 0 , sizeof(LED_t)*N);
    class->len = 0;
    
    return 1;
}

/*
*   判断顺序表是否为空 1--空  0--不为空
*/
uint8_t List_empty( sqlinkLED class )
{
    if(class->len == 0) 
        return 1;
    
    return 0;
    
}

/*
*   判断顺序表的长度
*/
uint8_t List_length( sqlinkLED class )
{
   if(class != NULL )
   {       
        return class->len;
   }
}

创建LED灯顺序表

sqlinkLED LED;

LED = List_Create();
    if(LED == NULL )
    {
        printf("create list is fail\r\n");
    }
    else
    {
        printf("create list is sucess\r\n");
    }

LED灯顺序表赋值

功能行驶函数

void Give_ListValue( sqlinkLED class,uint8_t index )
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
 	
    RCC_APB2PeriphClockCmd(class->LED_Data[index].RCC_CLOCK, ENABLE);	
	
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = class->LED_Data[index].GPIO_Pin;				
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = class->LED_Data[index].GPIO_Mode ; 		 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed =  class->LED_Data[index].GPIO_Speed;		 
    GPIO_Init( class->LED_Data[index].GPIOX, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_WriteBit(class->LED_Data[index].GPIOX, class->LED_Data[index].GPIO_Pin, class->LED_Data[index].BitVal);
    
   	printf("%s\r\n",class->LED_Data[index].str);			 
    
}

LED->LED_Data[1].GPIOX = GPIOD;
    LED->LED_Data[1].BitVal = 0;
    LED->LED_Data[1].GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
    LED->LED_Data[1].GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    LED->LED_Data[1].GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    LED->LED_Data[1].Num = 1;
    LED->LED_Data[1].str = "LED1";
    LED->LED_Data[1].RCC_CLOCK = RCC_APB2Periph_GPIOD;
    LED->len = 2;

点亮LED

改变LED->LED_Data[1].BitVal 的值即可熄灭和点亮LED

Give_ListValue(LED, 1);

为其他数组赋值

 LED->LED_Data[0] =  LED->LED_Data[1];
 printf("S%s\r\n",LED->LED_Data[1].str);

清零数组

 memset(&(LED->LED_Data[1]) , 0 , sizeof(LED_t));

插入led数组

/*
*   插入一个LED_t类型的变量插入在数组中去，你需要考虑数组是否满了-插入位置是否合法---插入形式
*   pos是位置从1开始
*/
uint8_t List_Insert( sqlinkLED class, LED_t led, uint8_t pos )
{
    uint8_t i;
    
    //先判断有没有位置
    if(class->len == N)
        return 1;  //表示满了
    
    //判断pos的值是否符合
    if(N  < pos )  //不符合，没有这个数组下标
        return 1;
    
    //判断pos的值是否是最后一个
    if(N == pos)
    {
        class->LED_Data[pos-1] = led;
        class->len++;
        return 0;
    }
    
    //移动,空出pos的位置
    for( i=class->len-1;i>=pos;i--)
       class->LED_Data[i] = class->LED_Data[i-1] ;
    
    class->len++;
    return 0;
    
}