Arduino语法-变量作用域

语法列表

• 变量作用域
• static (静态变量)
• volatile (易变变量)
• const (不可改变变量)

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变量的作用域

在Arduino使用的C编程语言的变量，有一个名为 作用域(scope) 的属性 。这一点与类似BASIC的语言形成了对比，在BASIC语言中所有变量都是 全局(global) 变量。

在一个程序内的全局变量是可以被所有函数所调用的。局部变量只在声明它们的函数内可见。在Arduino的环境中，任何在函数（例如，setup(),loop()等）外声明的变量，都是全局变量。

当程序变得更大更复杂时，局部变量是一个有效确定每个函数只能访问其自己变量的途径。这可以防止，当一个函数无意中修改另一个函数使用的变量的程序错误。

有时在一个for循环内声明并初始化一个变量也是很方便的选择。这将创建一个只能从for循环的括号内访问的变量。

例子：

int gPWMval;  // 任何函数都可以调用此变量
 
void setup()
{
  // ...
}
 
void loop()
{
  int i;    // "i" 只在 "loop" 函数内可用
  float f;  // "f" 只在 "loop" 函数内可用
  // ...
 
  for (int j = 0; j <100; j++){
    //变量j只能在循环括号内访问
  }
}

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static (静态变量)

static关键字用于创建只对某一函数可见的变量。然而，和局部变量不同的是，局部变量在每次调用函数时都会被创建和销毁，静态变量在函数调用后仍然保持着原来的数据。

静态变量只会在函数第一次调用的时候被创建和初始化。

例子

/* RandomWalk
* Paul Badger 2007
* RandomWalk函数在两个终点间随机的上下移动
* 在一个循环中最大的移动由参数“stepsize”决定
*一个静态变量向上和向下移动一个随机量
*这种技术也被叫做“粉红噪声”或“醉步”
*/
 
#define randomWalkLowRange -20
#define randomWalkHighRange 20
 
int stepsize;
 
INT thisTime;
int total;
 
void setup()
{
     Serial.begin(9600);
}
 
void loop()
{        //  测试randomWalk 函数
  stepsize = 5;
  thisTime = randomWalk(stepsize);
serial.println（thisTime）;
   delay(10);
}
 
int randomWalk(int moveSize){
  static int  place;     // 在randomwalk中存储变量
                         // 声明为静态因此它在函数调用之间能保持数据，但其他函数无法改变它的值
 
  place = place + (random(-moveSize, moveSize + 1));
 
  if (place < randomWalkLowRange){                    //检查上下限
    place = place + (randomWalkLowRange - place);     // 将数字变为正方向
}
  else if(place > randomWalkHighRange){
    place = place - (place - randomWalkHighRange);     // 将数字变为负方向
}
 
  return place;
}

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volatile (易变变量)

volatile关键字

volatile这个关键字是变量修饰符，常用在变量类型的前面，以告诉编译器和接下来的程序怎么对待这个变量。

声明一个volatile变量是编译器的一个指令。编译器是一个将你的C/C++代码转换成机器码的软件，机器码是arduino上的Atmega芯片能识别的真正指令。

具体来说，它指示编译器编译器从RAM而非存储寄存器中读取变量，存储寄存器是程序存储和操作变量的一个临时地方。在某些情况下，存储在寄存器中的变量值可能是不准确的。

如果一个变量所在的代码段可能会意外地导致变量值改变那此变量应声明为volatile，比如并行多线程等。在arduino中，唯一可能发生这种现象的地方就是和中断有关的代码段，成为中断服务程序。
例子

//当中断引脚改变状态时，开闭LED
 
int pin = 13;
volatile int state = LOW;
 
void setup()
{
  pinMode(pin, OUTPUT);
  attachInterrupt(0, blink, CHANGE);
}
 
void loop()
{
  digitalWrite(pin, state);
}
 
void blink()
{
  state = !state;
}

const (不可改变变量)

const关键字

const关键字代表常量。它是一个变量限定符，用于修改变量的性质，使其变为只读状态。这意味着该变量，就像任何相同类型的其他变量一样使用，但不能改变其值。如果尝试为一个const变量赋值，编译时将会报错。

const关键字定义的常量，遵守 variable scoping 管辖的其他变量的规则。这一点加上使用 #define的缺陷 ，使 const 关键字成为定义常量的一个的首选方法。

例子

const float pi = 3.14;
float x;
 
// ....
 
x = pi * 2;    // 在数学表达式中使用常量不会报错
 
pi = 7;        // 错误的用法 - 你不能修改常量值，或给常量赋值。

#define 或 const

您可以使用 const 或 ＃define 创建数字或字符串常量。但 arrays, 你只能使用 const。 一般 const 相对 的＃define是首选 的定义常量语法。