1、概念
所谓表驱动法(Table-Driven Approach)简而言之就是用查表的方法获取数据。此处的“表”通常为数组,但可视为数据库的一种体现。根据字典中的部首检字表查找读音未知的汉字就是典型的表驱动法,即以每个字的字形为依据,计算出一个索引值,并映射到对应的页数。相比一页一页地顺序翻字典查字,部首检字法效率极高。
具体到编程方面,在数据不多时可用逻辑判断语句(if…else或switch…case)来获取值;但随着数据的增多,逻辑语句会越来越长,此时表驱动法的优势就开始显现。
2、简单示例
上面讲概念总是枯燥的,我们简单写一个C语言的例子。下面例子功能:传入不同的数字打印不同字符串。
使用if…else逐级判断的写法如下
void fun(int day) { if (day == 1) { printf("Mondayn"); } else if (day == 2) { printf("Tuesdayn"); } else if (day == 3) { printf("Wednesdayn"); } else if (day == 4) { printf("Thursdayn"); } else if (day == 5) { printf("Fridayn"); } else if (day == 6) { printf("Saturdayn"); } else if (day == 7) { printf("Sundayn"); } }
使用switch…case的方法写
void fun(int day) { switch (day) { case 1: printf("Mondayn"); break; case 2: printf("Tuesdayn"); break; case 3: printf("Wednesdayn"); break; case 4; printf("Thursdayn"); break; case 5: printf("Fridayn"); break; case 6: printf("Saturdayn"); break; case 7:printf("Sundayn"); break; default: break; } }
使用表驱动法实现
char weekDay[] = {Monday,Tuesday,Wednesday,Thursday,Friday,Saturday,Sunday}; void fun(int day) { printf("%sn",weekDay[day]); }
看完示例,可能“恍然大悟”,一拍大腿,原来表驱动法就是这么简单啊。是的,它的核心原理就是这个简单,如上面例子一样。
如果上面的例子还没get这种用法的好处,那么再举一个栗子。
统计用户输入的一串数字中每个数字出现的次数。
常规写法
int32_t aDigitCharNum[10] = {0}; /* 输入字符串中各数字字符出现的次数 */ int32_t dwStrLen = strlen(szDigits); int32_t dwStrIdx = 0; for (; dwStrIdx < dwStrLen; dwStrIdx++) { switch (szDigits[dwStrIdx]) { case '1': aDigitCharNum[0]++; break; case '2': aDigitCharNum[1]++; break; //... ... case '9': aDigitCharNum[8]++; break; } }
表驱动法
for(; dwStrIdx < dwStrLen; dwStrIdx++) { aDigitCharNum[szDigits[dwStrIdx] - '0']++; }
偶尔在一些开源项目中看到类似的操作,惊呼“骚操作”,其实他们有规范的叫法:表驱动法。
3、在MCU中应用
在MCU中的应用示例,怎么少的了点灯大师操作呢?首先来点一下流水LED灯吧。
常规写法
void LED_Ctrl(void) { static uint32_t sta = 0; if (0 == sta) { LED1_On(); } else { LED1_Off(); } if (1 == sta) { LED2_On(); } else { LED2_Off(); } /* 两个灯,最大不超过2 */ sta = (sta + 1) % 2; } /* 主函数运行 */ int main(void) { while (1) { LED_Ctrl(); os_delay(200); } }
表驱动法
extern void LED1_On(void); extern void LED1_Off(void); extern void LED2_On(void); extern void LED2_Off(void); /* 把同一个灯的操作封装起来 */ struct tagLEDFuncCB { void (*LedOn)(void); void (*LedOff)(void); }; /* 定义需要操作到的灯的表 */ const static struct tagLEDFuncCB LedOpTable[] = { {LED1_On, LED1_Off}, {LED2_On, LED2_Off}, }; void LED_Ctrl(void) { static uint32_t sta = 0; uint8_t i; for (i = 0; i < sizeof(LedOpTable) / sizeof(LedOpTable[0]); i++) { (sta == i) ? (LedOpTable[i].LED_On()) : (LedOpTable[i].LED_Off()); } /* 跑下个灯 */ sta = (sta + 1) % (sizeof(LedOpTable) / sizeof(LedOpTable[0])); } int main(void) { while (1) { LED_Ctrl(); os_delay(200); } }
这样的代码结构紧凑,因为和结构体结合起来了,方便添加下一个LED灯到流水灯序列中,这其中涉及到函数指针,详细请看《回调函数》,只需要修改LedOpTable如下
const static struct tagLEDFuncCB LedOpTable[] = { {LED1_On, LED1_Off}, {LED2_On, LED2_Off}, {LED3_On, LED3_Off}, };
这年头谁还把流水灯搞的这么花里胡哨的啊,那么就举例在串口解析中的应用,之前的文章推送过《回调函数在命令解析中的应用》,下面只贴一下代码
typedef struct { rt_uint8_t CMD; rt_uint8_t (*callback_func)(rt_uint8_t cmd, rt_uint8_t *msg, uint8_t len); } _FUNCCALLBACK; _FUNCCALLBACK callback_list[] = { {cmd1, func_callback1}, {cmd2, func_callback2}, {cmd3, func_callback3}, {cmd4, func_callback41}, ... }; void poll_task(rt_uint8_t cmd, rt_uint8_t *msg, uint8_t len) { int cmd_indexmax = sizeof(callback_list) / sizeof(_FUNCCALLBACK); int cmd_index = 0; for (cmd_index = 0; cmd_index < cmd_indexmax; cmd_index++) { if (callback_list[cmd_index].CMD == cmd) { if (callback_list[cmd_index]) { /* 处理逻辑 */ callback_list[cmd_index].callback_func(cmd, msg, len); } } } }
除上述例子,表驱动法在UI界面中也有良好的应用,如下
结构体封装
typedef enum { stage1 = 0, stage2, stage3, stage4, stage5, stage6, stage7, stage8, stage9, } SCENE; typedef struct { void (*current_operate)(); //当前场景的处理函数 SCENE Index; //当前场景的标签 SCENE Up; //按下Up键跳转的场景 SCENE Down; //按下Down键跳转的场景 SCENE Right; //按下Left键跳转的场景 SCENE Left; //按下Right键跳转的场景 } STAGE_TAB;
函数映射表
STAGE_TAB stage_tab[] = { //operate Index Up Down Left Right {Stage1_Handler, stage1, stage4, stage7, stage3, stage2}, {Stage2_Handler, stage2, stage5, stage8, stage1, stage3}, {Stage3_Handler, stage3, stage6, stage9, stage2, stage1}, {Stage4_Handler, stage4, stage7, stage1, stage6, stage5}, {Stage5_Handler, stage5, stage8, stage2, stage4, stage6}, {Stage6_Handler, stage6, stage9, stage3, stage5, stage4}, {Stage7_Handler, stage7, stage1, stage4, stage9, stage8}, {Stage8_Handler, stage8, stage2, stage5, stage7, stage9}, {Stage9_Handler, stage9, stage3, stage6, stage8, stage7}, };
定义两个变量保存当前场景和上一个场景
char current_stage=stage1; char prev_stage=current_stage;
按下Up按键 跳转到指定场景current_stage的值根据映射表改变
current_stage =stage_tab[current_stage].Up;
场景改变后 根据映射表执行相应的函数Handler
if(current_stage!=prev_stage) { stage_tab[current_stage].current_operate(); prev_stage=current_stage; }
这是一个简单的菜单操作,结合了表驱动法。在MCU中表驱动法有很多很多用处,本文的例子已经过多了,如果在通勤路上用手机看到这里,已经很难了。关于UI操作,大神figght在github开源了zBitsView仓库,单片机实现屏幕界面,多层菜单。很牛,很优秀的代码,有兴趣的同学可以学习一下。https://github.com/figght/zBitsView
4、后记
这篇文章我也看到网上一遍表驱动法的后总结的笔记,可能也有很多同学和我一样,在自己的项目中熟练应用了这种“技巧”,但今天才知道名字:表驱动法。
这篇文章多数都是代码示例,实在因为表驱动法大家应该都熟练应用了,这篇文章算是总结一下吧。
学习知识,可以像在学校从概念一点点学习,也可以在工作中慢慢积累,然后总结记录,回归最初的概念,丰富自己的知识框架。
祝大家变得更强!
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