C语言模块化程序设计(好)
c语言第7章 模块化程序设计
青岛大学软件技术学院
7.2.2 递归调用
1.定义 嵌套调用还有一种特殊的格式，就是一个函数直接或者间接的调 用自己，称为递归调用。如图所示：
函数
调用
调用
函数A
函数B
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2.【案例7.2]有5各人坐在一起，求第五个人的岁数？他比第四个人大3岁。 第四个人比第三个人大3岁，第三个人比第二个人大3岁，第二个人比第 一个人大3岁。第一个人是10岁。（用递归编程）
青岛大学软件技术当执行语句tranValue(a,b)调用函数时，为形参x,y分配内存空间，并将实参 a,b的值赋给x,y。形参和实参拥有不同的存储空间。 2）执行tranValue函数体内部的语句时，形参的值会发生变化，但是不影响实 参的值。 3）tranValue函数执行完毕，形参的内存空间释放，实参的值不变。
7.2.3 指针变量做形参
1.定义
在函数调用时，将实参的地址传递给形参，实参和形 参共用同一个存储单元，当形参的值发生变化时，实 参的值也发生变化。
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2.[案例7.3]值传递和传递地址的比较
/*使用传递地址和传递值的方式，改变两个变量的值*/ #include <stdio.h> Void tranAddress(int *p1, int *p2) /*形参是两个指针变量*/ {*p1+=10; *p2-=5; } Void tranValue(int x, int y) /*形参时两个整型变量*/ { x+=10; y-=5; } Int main() {int a=3,b=5; printf(“调用函数前a=％d,b=%d\n”,a,b); tranValue(a,b); printf(“使用值传递方式调用函数后，a=％d,b=%d\n”,a,b); tranAddress(&a,&b); printf(“使用地址传递方式调用函数后，a=％d,b=%d\n”,a,b); }
C语言模块化编程的优势和方法
C语言模块化编程的优势和方法近年来，随着软件开发行业的迅猛发展，模块化编程成为了一种重要的编程范式，而C语言作为一种广泛应用的编程语言，也逐渐引入了模块化编程的概念。
本文将探讨C语言模块化编程的优势和方法。
一、模块化编程的优势1. 代码复用性：模块化编程将程序划分为若干独立的模块，每个模块都具有特定的功能。
通过模块化编程，我们可以将常用的功能封装为独立的模块，以便在不同的项目中进行复用，提高代码的可维护性和开发效率。
2. 可读性和可维护性：模块化编程使得代码结构更加清晰，每个模块都有明确的功能和责任。
这样一来，当我们需要修改或调试某个功能时，只需要关注特定的模块，而不需要深入整个代码库。
这大大提高了代码的可读性和可维护性。
3. 并行开发：模块化编程使得多人协同开发更加容易。
不同的开发人员可以独立地开发不同的模块，通过接口规范的定义，各个模块可以无缝地集成到一个完整的程序中。
这种并行开发的方式大大提高了开发效率。
二、模块化编程的方法1. 接口定义：在模块化编程中，接口的定义非常重要。
接口定义了模块对外提供的功能和数据结构，同时也规定了模块之间的通信方式。
在C语言中，我们可以通过头文件来定义接口，将函数原型、结构体定义等放在头文件中，并在模块的源文件中包含该头文件。
2. 模块划分：合理的模块划分是模块化编程的关键。
我们可以根据功能的不同将程序划分为多个模块，每个模块负责一个特定的功能。
模块之间应该尽量保持独立性，避免相互依赖和耦合。
3. 模块间通信：模块之间的通信可以通过接口函数、全局变量和消息传递等方式实现。
在C语言中，我们可以通过函数参数和返回值来传递数据，通过全局变量来共享数据，通过消息传递来实现模块之间的通信。
4. 模块测试：在模块化编程中，模块的测试非常重要。
我们可以通过单元测试的方式对每个模块进行测试，确保每个模块的功能和接口都能正常工作。
同时，模块的测试也有助于发现和修复潜在的问题，提高代码的质量。
C语言模块化程序设计
C语言模块化程序设计模块化程序设计是一种将程序分解为独立模块的方法，每个模块具有明确定义和特定功能。
使用模块化程序设计可以提高程序的可维护性、可扩展性和可重用性。
本文将介绍C语言中的模块化程序设计的原则、方法和优势。
首先，要进行模块化程序设计，需要遵循以下原则：1.单一职责原则：每个模块应该只负责一个具体的功能或任务。
这样可以使模块的功能更加明确和独立，并且方便后续的维护和测试。
2.高内聚，低耦合：模块内部的各个部分应该紧密地关联在一起，形成一个功能完整的整体，同时与其他模块的耦合度应该尽量降低，以减少模块间的相互影响和依赖性。
接下来，我们将介绍几种常见的模块化程序设计的方法：1.函数模块化：将功能相似的代码封装在一个函数中，便于重复使用和集中管理。
函数模块化可以提高程序的可读性和可维护性。
2.文件模块化：将具有相关功能的函数、常量和数据结构定义放在同一个文件中，并通过头文件进行声明和引用。
文件模块化可以使代码结构清晰，提高代码的复用性。
3.类模块化：将相关的函数和数据结构封装在一个类中，并通过类的接口来访问和操作。
类模块化可以提供更高级别的封装和抽象，方便程序的组织和管理。
4.动态链接库和静态链接库：将功能模块封装为独立的动态链接库或静态链接库，以供其他程序调用和使用。
链接库模块化可以提高代码的复用性和可移植性。
以上是常见的模块化程序设计方法，可以根据具体的需求和场景选择适合的方法。
无论使用哪种方法，模块化程序设计都可以带来以下几个优势：1.可维护性：模块化的程序结构使程序的各个部分相互独立，修改和维护一个模块时，不会对其他模块造成影响，降低了维护的难度。
2.可重用性：模块化的程序结构使得代码片段可以在多个地方反复使用，提高了代码的复用性，减少了重复编写代码的工作量。
3.可扩展性：由于模块之间的低耦合性，当需要添加新的功能时，可以通过增加新的模块来实现，而不需要修改已有的模块，降低了扩展的成本和风险。
C语言程序设计第4章模块化程序设计
第 4 章 模块化程序设计
4.2 变量的存储属性
4.2.1变量的作用域与生存期 1、局部变量
局部变量是定义在一个程序块（用一对花括号括起的语句块）内的变量。 其 作用域仅限于函数内；离开该函数后再使用这种变量是非法的 。
例4.11
main() { int i=2,j=3,k; k=i+j; { int k=8; printf("%d\n",k); } printf("%d\n",k); }
例4.8 #include <stdio.h> void swap (int x, int y); int main(void) ｛ int a=3, b=5; swap (a,b); printf (″a=%d, b=%d＼n″, a,b); return 0; ｝ void swap (int x, int y) ｛ int temp; temp=x, x=y, y=temp; printf(″x=%d,y=%d＼n″,x,y); ｝ 执行结果： x=5,y=3 a=3,b=5
自动存储方式：是指按照栈结构组织的存储区(局部变量) 静态存储方式：是指在程序运行期间分配固定的存储空间的方式(全局变量和特别声明) 动态存储方式：是在程序运行期间根据需要进行动态的分配存储空间的方式 (程序分配和管理)
第 4 章 模块化程序设计
4.2 变量的存储属性
4.2.2 C语言中变量的存储类型
第 4 章 模块化程序设计
C 语言是一种较现代的程序开发语言。它提供 如下一些支持模块化软件开发的功能： (1) C语言用函数组织程序，在C语言程序中， 一个程序由一个或多个程序文件组成，每一个程序 文件就是一个程序模块，每一个程序模块由一个或 多个函数组成。程序设计的任务就是设计一个个函 数，并且确定它们之间的调用关系。在设计函数时 要使每个函数都具有各自独立的功能和明显的界面. ( 2 ) 通 过 给 变 量 定 义 不 同 的 存 储 类 别 ， 控 制 模块 内部及外部的信息交换。 ( 3 ) 具 有 编 译 预 处 理 功 能 ， 为 程 序 的 调 试 、 移植 提供了方便，也支持了模块化程序设计。
C语言模块化编程模块设计和代码复用
C语言模块化编程模块设计和代码复用编程中的模块化设计和代码复用是提高程序可读性、可维护性和开发效率的重要手段。
在C语言中，模块化编程可以通过使用函数库和头文件来实现。
本文将详细介绍C语言中的模块化编程模块设计和代码复用的方法和技巧。
一、模块化编程的概念模块化编程是将程序划分成多个互相依赖的模块，每个模块负责完成特定的功能，并且能够与其他模块独立工作。
模块间通过定义接口（函数和数据结构）来实现数据和控制的传递。
二、模块设计的原则1. 单一职责原则：每个模块只负责一个具体的功能。
2. 高内聚、低耦合原则：模块内部各个部分之间紧密相关，但与外部模块之间的联系尽量减少。
3. 接口定义清晰简洁：模块之间的接口定义要尽可能的清晰、简洁，以方便调用和使用。
三、代码复用的方法1. 函数库：将一些经常使用的功能封装成函数库，通过调用函数库中的函数来实现代码的复用。
例如，可以将常用的数学计算函数封装成函数库，供不同的项目使用。
2. 头文件：使用头文件将常用的宏定义、结构体定义、函数原型等代码片段提前定义好，并在需要使用的地方引入。
通过使用头文件可以减少代码重复，提高开发效率。
3. 模块化编程：将程序划分成多个模块，每个模块负责不同的功能。
模块之间通过调用接口来实现数据的交互和控制的传递。
模块化编程可以提高代码的可读性和可维护性。
四、模块化编程的步骤1. 确定模块边界：根据程序的功能和需求，将程序划分为多个模块。
每个模块负责具体的功能或任务。
2. 定义接口：为每个模块定义接口，包括输入参数、输出结果和调用方式等信息。
接口定义要足够清晰简洁，以方便其他模块的调用。
3. 实现模块功能：根据模块的功能需求，编写相应的代码实现模块内部的功能。
在实现过程中，要注意保持模块内部的高内聚。
4. 进行模块间的连接和测试：将各个模块相互连接，并进行功能测试和调试。
如果发现问题，及时修改和优化模块的实现代码。
五、总结通过模块化编程和代码复用，可以提高C语言程序的开发效率和代码质量。
C语言模块化设计文档总结
C语言模块化设计文档总结模块化设计是一种将程序分割成多个独立的模块来设计软件的方法。
模块化设计提供了一种更为结构化和灵活的方式来组织代码，使得代码更易于阅读、理解和维护。
C语言作为一种高级编程语言，广泛应用于软件开发中，因此模块化设计对于C语言程序的开发至关重要。
首先，模块化设计可以提高代码的可读性和可维护性。
通过将代码划分为多个模块，每个模块专注于完成特定的功能，代码的逻辑结构更加清晰，易于理解。
当出现问题需要修改或者优化时，只需要针对特定的模块进行修改，不会影响到其他模块，大大降低了代码的维护成本。
其次，模块化设计可以提高代码的复用性。
在模块化设计中，可以将一些具有通用性的函数或者数据结构封装为模块，这些模块可以在不同的项目中进行复用，提高了代码的复用率。
同时，通过模块化设计，不同的开发人员可以并行开发不同的模块，提高了开发效率。
再次，模块化设计可以提高代码的可测试性。
将代码划分为多个模块后，我们可以对每个模块进行单独的测试。
这样，在进行整体集成测试时，我们可以根据每个模块的测试结果来确定问题所在，更加快速地定位和解决问题。
同时，通过模块化设计，我们可以使用模拟对象或者桩件来替代一些依赖的模块，方便对代码进行单元测试。
最后，模块化设计可以提高团队合作的效率。
在大型项目中，通常需要多人协同开发。
通过模块化设计，可以将程序的不同模块分配给不同的开发人员，每个人员负责一个或多个模块的开发工作。
这样，可以减少代码的冲突和合并，提高开发效率。
总之，模块化设计对于C语言的程序开发具有重要的意义。
通过模块化设计，可以提高代码的可读性、可维护性、复用性和可测试性，同时也有助于提高团队合作的效率。
因此，在C语言程序的开发中，我们应该采用模块化设计的方法来设计和组织代码。
C语言模块化程序设计
C语言模块化程序设计模块划分C语言模块化程序设计需理解如下概念：（1）模块即是一个.c文件和一个.h文件的结合，头文件(.h)中是对于该模块接口的声明；（2）某模块提供给其它模块调用的外部函数及数据需在.h中文件中冠以extern关键字声明；（3）模块内的函数和全局变量需在.c文件开头冠以static关键字声明；（4）永远不要在.h文件中定义变量！定义变量和声明变量的区别在于定义会产生内存分配的操作，是汇编阶段的概念；而声明则只是告诉包含该声明的模块在连接阶段从其它模块寻找外部函数和变量。
一个嵌入式系统通常包括两类模块：（1）硬件驱动模块，一种特定硬件对应一个模块；（2）软件功能模块，其模块的划分应满足低偶合、高内聚的要求。
多任务还是单任务所谓"单任务系统"是指该系统不能支持多任务并发操作，宏观串行地执行一个任务。
而多任务系统则可以宏观并行（微观上可能串行）地"同时"执行多个任务。
多任务的并发执行通常依赖于一个多任务操作系统（OS），多任务OS的核心是系统调度器，它使用任务控制块（TCB）来管理任务调度功能。
TCB包括任务的当前状态、优先级、要等待的事件或资源、任务程序码的起始地址、初始堆栈指针等信息。
调度器在任务被激活时，要用到这些信息。
此外，TCB还被用来存放任务的"上下文"（context)。
任务的上下文就是当一个执行中的任务被停止时，所要保存的所有信息。
通常，上下文就是计算机当前的状态，也即各个寄存器的内容。
当发生任务切换时，当前运行的任务的上下文被存入TCB，并将要被执行的任务的上下文从它的TCB中取出，放入各个寄存器中。
究竟选择多任务还是单任务方式，依赖于软件的体系是否庞大。
例如，绝大多数手机程序都是多任务的，但也有一些小灵通的协议栈是单任务的，没有操作系统，它们的主程序轮流调用各个软件模块的处理程序，模拟多任务环境。
单任务程序典型架构（1）从CPU复位时的指定地址开始执行；（2）跳转至汇编代码startup处执行；（3）跳转至用户主程序main执行，在main中完成：/index.php/Main_Page-->C语言模块化程序设计模块划分C语言模块化程序设计需理解如下概念：（1）模块即是一个.c文件和一个.h文件的结合，头文件(.h)中是对于该模块接口的声明；（2）某模块提供给其它模块调用的外部函数及数据需在.h中文件中冠以extern关键字声明；（3）模块内的函数和全局变量需在.c文件开头冠以static关键字声明；（4）永远不要在.h 文件中定义变量！定义变量和声明变量的区别在于定义会产生内存分配的操作，是汇编阶段的概念；而声明则只是告诉包含该声明的模块在连接阶段从其它模块寻找外部函数和变量。
C语言模块化程序设计
Rose 第三章模块化程序设计济南大学Rose引出如果程序中有多个数，多处需要判断是否是素数，怎么办？反复书写那段重复的代码？解决办法：将判断素数的功能用一个独立的模块来实现，即自定义函数；在main 函数中反复调用此功能模块就可以了。
for(i=2;i<=x/2;i++)if(x%i==0) break;if(i>=x/2)printf("yes\n");else printf("no\n");济南大学Rosemain(){ int a,b;printf("input a number:");scanf("%d%d",&a,&b);sushu(a);sushu(b);模块化的优点：•实现了代码的复用；•编程效率高；代码少；•功能分解，易于实现；•便于合作开发大型项目等。
void sushu(int x){int i;for(i=2;i<=x/2;i++)if(x%i==0) break;if(i>=x/2) printf("yes\n");else printf("no\n");}[教学要求]1．掌握函数定义的一般形式。
2．掌握函数调用的两种方式。
3．理解函数形参与实参的对应关系、参数传递方法及函数返回值的概念。
4．掌握指针的含义。
5．掌握指针作为函数参数的数据传递特点。
3.2 函数的定义•函数的定义位置：应写在其它函数的外面，前后都可以，但不能写在内部。
•函数的定义形式：第一行写函数名和括号第二行开始是函数体，用大括号扩起来，如：函数名称用户自定函数定义的基本知识•函数定义的声明：函数被调用在前面，而函数定义书写在后面的，需要在使用该函数前进行声明。
•函数声明的形式：将函数定义的第一行信息重新写一遍，末尾加分号。
void sushu(int x) ;main() { ……sushu(a);……}void sushu(int x) {……声明可以放在调用之前的任意位置处。
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C语言模块化程序设计需理解如下概念：
（1）模块即是一个.c文件和一个.h文件的结合，头文件(.h)中是对于该模块接口的声明；
（2）某模块提供给其它模块调用的外部函数及数据需在.h中文件中冠以extern关键字声明；
（3）模块内的函数和全局变量需在.c文件开头冠以static关键字声明；
（4）永远不要在.h文件中定义变量！定义变量和声明变量的区别在于定义会产生内存分配的操作，是汇编阶段的概念；而声明则只是告诉包含该声明的模块在连接阶段从其它模块寻找外部函数和变量。
一个嵌入式系统通常包括两类模块：
（1）硬件驱动模块，一种特定硬件对应一个模块；
（2）软件功能模块，其模块的划分应满足低偶合、高内聚的要求。
多任务还是单任务
所谓"单任务系统"是指该系统不能支持多任务并发操作，宏观串行地执行一个任务。
而多任务系统则可以宏观并行（微观上可能串行）地"同时"执行多个任务。
多任务的并发执行通常依赖于一个多任务操作系统（OS），多任务OS 的核心是系统调度器，它使用任务控制块（TCB）来管理任务调度功能。
TCB 包括任务的当前状态、优先级、要等待的事件或资源、任务程序码的起始地址、初始堆栈指针等信息。
调度器在任务被激活时，要用到这些信息。
此外，TCB还被用来存放任务的"上下文"（context)。
任务的上下文就是当一个执行中的任务被停止时，所要保存的所有信息。
通常，上下文就是计算机当前的
状态，也即各个寄存器的内容。
当发生任务切换时，当前运行的任务的上下文被存入TCB，并将要被执行的任务的上下文从它的TCB中取出，放入各个寄存器中。
究竟选择多任务还是单任务方式，依赖于软件的体系是否庞大。
例如，绝大多数手机程序都是多任务的，但也有一些小灵通的协议栈是单任务的，没有操作系统，它们的主程序轮流调用各个软件模块的处理程序，模拟多任务环境。
单任务程序典型架构
（1）从CPU复位时的指定地址开始执行；
（2）跳转至汇编代码startup处执行；
（3）跳转至用户主程序main执行，在main中完成：
a.初试化各硬件设备；
b.初始化各软件模块；
c.进入死循环（无限循环），调用各模块的处理函数
用户主程序和各模块的处理函数都以C语言完成。
用户主程序最后都进入了一个死循环，其首选方案是：
while(1)
{
}
中断服务程序
中断是嵌入式系统中重要的组成部分，但是在标准C中不包含中断。
许多编译开发商在标准C上增加了对中断的支持，提供新的关键字用于标示中
断服务程序(ISR)，类似于__interrupt、#program interrupt等。
当一个函数被定义为ISR的时候，编译器会自动为该函数增加中断服务程序所需要的中断现场入栈和出栈代码。
中断服务程序需要满足如下要求：
(1)不能返回值；
(2)不能向ISR传递参数；
(3) ISR应该尽可能的短小精悍；
(4) printf(char * lpFormatString,…)函数会带来重入和性能问题，不能在ISR中采用。
硬件驱动模块
一个硬件驱动模块通常应包括如下函数：
（1）中断服务程序ISR
（2）硬件初始化
a.修改寄存器，设置硬件参数（如UART应设置其波特率，AD/DA设备应设置其采样速率等）；
b.将中断服务程序入口地址写入中断向量表：
/* 设置中断向量表*/
m_myPtr = make_far_pointer(0l); /* 返回void far型指针void far * */
m_myPtr += ITYPE_UART; /* ITYPE_UART：uart中断服务程序*/
/* 相对于中断向量表首地址的偏移*/
*m_myPtr = &UART _Isr; /* UART _Isr：UART的中断服务程序*/ （3）设置CPU针对该硬件的控制线
a.如果控制线可作PIO（可编程I/O）和控制信号用，则设置CPU内部
对应寄存器使其作为控制信号；
b.设置CPU内部的针对该设备的中断屏蔽位，设置中断方式（电平触发还是边缘触发）。
（4）提供一系列针对该设备的操作接口函数。
例如，对于LCD，其驱动模块应提供绘制像素、画线、绘制矩阵、显示字符点阵等函数；而对于实时钟，其驱动模块则需提供获取时间、设置时间等函数。
C的面向对象化
在面向对象的语言里面，出现了类的概念。
类是对特定数据的特定操作的集合体。
类包含了两个范畴：数据和操作。
而C语言中的struct仅仅是数据的集合，我们可以利用函数指针将struct模拟为一个包含数据和操作的"类
"。
下面的C程序模拟了一个最简单的"类"：
#ifndef C_Class
#define C_Class struct
#endif
C_Class A
{
C_Class A *A_this; /* this指针*/
void (*Foo)(C_Class A *A_this); /* 行为：函数指针*/
int a; /* 数据*/
int b;
};
我们可以利用C语言模拟出面向对象的三个特性：封装、继承和多态，但是更多的时候，我们只是需要将数据与行为封装以解决软件结构混乱的问题。
C模拟面向对象思想的目的不在于模拟行为本身，而在于解决某些情况下使用C语言编程时程序整体框架结构分散、数据和函数脱节的问题。
我们
在后续章节会看到这样的例子。
总结
本篇介绍了嵌入式系统编程软件架构方面的知识，主要包括模块划分、多任务还是单任务选取、单任务程序典型架构、中断服务程序、硬件驱动模块设计等，从宏观上给出了一个嵌入式系统软件所包含的主要元素。
请记住：软件结构是软件的灵魂！结构混乱的程序面目可憎，调试、测试、维护、升级都极度困难。
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