C语言的万能“三板斧”

 

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 作为嵌入式工程师，写一个效率高效，思路清晰的C语言程序是我们的终极目标。那么，怎样才能写好这样的程序呢？ 首先，我们要用C语言的思维方式来进行程序的构架构建；其次，要有良好的C语言算法基础，以此来实现程序的逻辑构架；最后，灵活运用C语言的指针操作。 虽然看起来以上的说法很抽象，给人如坠雾里的感觉，其实就是用C语言进行遇到问题、分析问题和解决问题的过程。那么，下文将给大家介绍一下如何耍这“三板斧”。 嵌入式工程师在编写C语言程序的时候，要针对遇到的问题进行程序构架构建。 比如我们要处理“猴子选大王”的经典问题：一群猴子，手拉手排成一个圆，从任意一只猴子开始从1开始报数，当遇到要排除的数（预先设定）时该猴子退出该圈，从下一只猴子开始继续从1报数。如此反复，最终剩下的猴子便是猴子的大王。 那么，这“三板斧”该如何使用呢？ 第一板斧，用C语言进行程序构架构建程序分为三大部分： a、数据获取，为了程序的运行，上面的问题要获得猴子的总数，从那只猴子开始和剔除的个数；b、数据运算，需要从一堆数据中剔除相应的数据，注意逻辑的正确；c、提高程序的运行速率，少用循环多用指针。  第二板斧，用C语言进行逻辑实现a、 数据获取，通过printf和scanf进行参数的获取。 

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/* 读入问题条件 */printf("input total num:");scanf("%d", &n);printf("from which num begin:");scanf("%d", &k);if(k>n||k==0){printf("please input the right begin num");return 1; }printf("input the out num:");scanf("%d", &m);if(m>n||m==0){ printf("please input the right del num");return 2; }

同时注意异常时的处理，比如上面两个if语句就是异常情况的判断，每种异常情况对应不同的返回值，这样便于程序过程的调试和数据的合法性。 b、 /* 定义链表节点类型 */ 

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typedef struct node{int data;struct node *next;}linklist;构建循环链表进行“猴子”的圆圈建设。/* 创建循环链表，头节点也存信息 */head = (linklist*) malloc(sizeof(linklist));p = head;p->data = 1;p->next = p;/* 初始化循环链表 */for (i = 2; i <= n; i++){s = (linklist*) malloc(sizeof(linklist));s->data = i;s->next = p->next;p->next = s;p = p->next;}

通过该步骤后，head和p(present)都成了一个“猴子圈”的链表。在该链表的构建过程中需要注意一下几点：内存的开辟，此时遵守使用多少开辟多少的原则。 如果一下开辟过多，会引起内存泄露的问题，但是，这个小程序是不会遇到这种问题了。其次是熟悉循环链表的构建方法：链表的尾巴指向链表的头。这个时候有心的话还会联想到双向链表的情况。 c、 /* 找到第 k 个节点 */ 

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p = head;for (i = 1; i <= k; i++){p = p->next;}

找到从第几个位置开始计数。此时，p指向开始的“猴子”。因为采用了链表方法，这个过程只需要关注p指针的next指向即可。 a、 保存初始的“猴子”圆圈参数。 

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/* 保存节点总数 */
total = n;printf("\nthe out num:");q = head;

为什么要保留这个呢?首先要控制猴子数目，所以保留了全部的数目。其次用q(qurry)来保留剔除猴子前面的链表，并连接剔除猴子后的链表。这样，完成了循环链表的元素删除。 b、 猴子查数。猴子查数是整个程序的关键，需要完成以下任务：a、找到开始的“猴子”数;b、删除该“猴子”;c、将删除掉的循环链表首尾连接起来。 

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/* 只剩一个节点时停止循环 */while (total != 1){/* 报数过程，p指向要删除的节点 */for (i = 1; i < m; i++){p = p->next;}/* 打印要删除的节点序号 */printf("[%d] ", p->data);/* q 指向 p 节点的前驱 */while (q->next != p){q = q->next;}/* 删除 p 节点 */q->next = p->next;/* 保存被删除节点指针 */s = p;/* p 指向被删除节点的后继 */p = p->next;/* 释放被删除的节点 */free(s);/* 节点个数减一 */total--;}/* 打印最后剩下的节点序号 */printf("\n\nthe last num:[%d] \n\n", p->data);free(p);}

 通过以上数据运算，可以完成相应链表元素的删除，这或许就是C语言程序的魅力所在。 第三把斧，使用C语言的指针比如，本程序的链表指针的定义，p，s，q。

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linklist *head, *p, *s, *q;

 我们知道，指针操作不但可以减少数据操作需要的内存，还可以提高程序的运行速度，这在另一方面达到了我们的“第三把斧”的目的。 指针的优势，或许在本程序中表现的不明显，在大量数据和对操作速度要求比较敏感的情况下会很明显，比如Linux内核中，就会有很好的体现。 总之，对于嵌入式工程师，不但能设计出好的硬件电路，如果也能写出好的软件程序就会让我们的生活更加美好。工程师们，耍起这“C语言的三把斧”!