硬件設(shè)計(jì)師最常見的工作內(nèi)容是通過寫代碼來(lái)測(cè)試硬件。這10個(gè)C語(yǔ)言技巧（C語(yǔ)言仍然是常見的選擇）可以幫助設(shè)計(jì)師避免因基礎(chǔ)性錯(cuò)誤而導(dǎo)致某些缺陷的產(chǎn)生并造成維護(hù)方面的困擾。 為了成功的推出一個(gè)產(chǎn)品，軟件開發(fā)過程本身需要經(jīng)歷無(wú)數(shù)的實(shí)踐風(fēng)險(xiǎn)和障礙。任何工程師最不希望的事情就是因所使用語(yǔ)言或工具而帶來(lái)的挑戰(zhàn)。因此，這就需要硬件設(shè)計(jì)師編寫代碼來(lái)測(cè)試硬件的工作狀況，在資源受限的情況下，還需要開發(fā)硬件和嵌入式軟件。盡管工具和結(jié)構(gòu)化編程已經(jīng)有了很大進(jìn)展，但通常選擇的仍然是C語(yǔ)言，基礎(chǔ)性錯(cuò)誤的不斷發(fā)生，仍會(huì)導(dǎo)致某些缺陷的產(chǎn)生并造成維護(hù)方面的困擾。為竭力避免這些C編程陷阱，這里有10個(gè)C語(yǔ)言技巧供硬件工程師參考。 技巧1:不要使用“GOTO”語(yǔ)句 二十幾年前，當(dāng)計(jì)算機(jī)編程尚處于起步階段時(shí)，程序流程是由“GOTO”語(yǔ)句來(lái)控制。該類語(yǔ)句允許程序員對(duì)當(dāng)前代碼行斷行，而直接進(jìn)入另一個(gè)不同的代碼段。列表1為簡(jiǎn)單的示例。 列表1 使用GOTO語(yǔ)句 編程語(yǔ)言終究開始引入了函數(shù)的概念，即允許程序?qū)Υa進(jìn)行斷行。如果已經(jīng)完成，不再使用goto語(yǔ)句來(lái)表示代碼的斷行。函數(shù)調(diào)用后，函數(shù)將回到下一條指令。列表2為示例。這一做法改善了程序結(jié)構(gòu)，提高了可讀性。自此，這被視為編寫程序的正確方法。只要看到或想到goto語(yǔ)句，就會(huì)讓軟件工程師退縮，產(chǎn)生本能的厭惡。其中一個(gè)主要的原因是，一個(gè)遍布goto語(yǔ)句的程序會(huì)讓讓人很難抓住重心，不便于對(duì)程序的理解和維護(hù)。 列表2 用函數(shù)控制流程 技巧2:使用FOR（；；）或While（1） 如果goto語(yǔ)句已經(jīng)過時(shí)，那么對(duì)程序創(chuàng)建無(wú)限循環(huán)應(yīng)該如何去做呢，這是一些硬件工程師可能會(huì)疑惑的問題。畢竟，之前都是通過創(chuàng)建一個(gè)goto語(yǔ)句然后再返回到main語(yǔ)句。解決這一問題就要利用C語(yǔ)言中已經(jīng)存在的循環(huán)語(yǔ)句for和while（列表3和4）。 列表3 使用一個(gè)無(wú)限的For循環(huán) 列表4 使用一個(gè)無(wú)限的While循環(huán) 列表中的循環(huán)條件相對(duì)比較簡(jiǎn)單。for循環(huán)無(wú)非是以無(wú)條件情況使用條件語(yǔ)句。而另一方面，while循環(huán)是語(yǔ)句為真即予執(zhí)行，這等同對(duì)任何條件的非零值。 技巧3:使用合適的條件語(yǔ)句 除代碼的可讀性之外，程序的執(zhí)行時(shí)間還主要依賴于做決定時(shí)所選擇的條件結(jié)構(gòu)類型。許多硬件工程師都熟悉簡(jiǎn)單的if語(yǔ)句的使用。然而，有時(shí)工程師可能沒有意識(shí)到，如果第一個(gè)條件不正確，還可以使用else或else if語(yǔ)句。這可以節(jié)省處理器時(shí)間，而不必評(píng)估另一個(gè)條件語(yǔ)句。在列表5所示的前半部分代碼中，如果Var值為1，則代碼仍會(huì)查看Var是否為0。而在用了else語(yǔ)句的后半部分代碼中，只評(píng)估第一個(gè)語(yǔ)句，之后就繼續(xù)走下面的代碼，這樣就節(jié)省了時(shí)鐘周期，使代碼更加清晰。 列表5 用If/Else替代只用If If/else if/else語(yǔ)句可能并不永遠(yuǎn)適用。如果需要檢查若干個(gè)可能的條件，switch語(yǔ)句可能更合適。這樣，處理器可以評(píng)估語(yǔ)句，然后從一個(gè)答案列表中選擇下一步動(dòng)作，而不用連續(xù)地評(píng)估一堆條件。列表6顯示的例子與列表5示例的類型相同。 列表6 使用Switch語(yǔ)句 以上示例的寓意是，讓條件語(yǔ)句的選擇更開放，以選擇出最適合的語(yǔ)句。這種做法使程序結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，便于理解程序流程，縮短處理器的額外時(shí)鐘周期。 技巧4:避免使用匯編語(yǔ)言 微處理器的自然語(yǔ)言為匯編語(yǔ)言指令。為低級(jí)別機(jī)器語(yǔ)言編程可能會(huì)為處理器提供更高效的代碼。然而，人類并不是天生就會(huì)這種語(yǔ)言，并且經(jīng)驗(yàn)表明，編寫匯編語(yǔ)言會(huì)造成誤解。誤解會(huì)導(dǎo)致維護(hù)不當(dāng)，更甚者，可能會(huì)使系統(tǒng)到處是bug.一般建議避免使用匯編語(yǔ)言。實(shí)際上，現(xiàn)在大多數(shù)編譯器都能編譯出非常高效的代碼。采用C語(yǔ)言或C 語(yǔ)言等高級(jí)語(yǔ)言的開發(fā)，能獲得更有序的結(jié)構(gòu)，便于理解和維護(hù)，使代碼的整體效果更好。列表7給出了一個(gè)示例，比較了使一個(gè)32位變量遞增所使用的匯編代碼和C語(yǔ)言代碼。 列表7 用匯編和C語(yǔ)言完成一個(gè)變量的遞增 匯編 C代碼 當(dāng)然，現(xiàn)在仍有一些場(chǎng)合適于使用匯編語(yǔ)言，但這種場(chǎng)合仍比較少。首個(gè)推薦的場(chǎng)合是開發(fā)引導(dǎo)裝載程序。這種情況下，可能需要優(yōu)化對(duì)啟動(dòng)過程中某個(gè)決策（啟動(dòng)應(yīng)用或引導(dǎo)加載器）的速度。此時(shí)，分支判定用匯編代碼就可能有意義了。另一種場(chǎng)合是開發(fā)一種在DSP上運(yùn)行有嚴(yán)格時(shí)序要求的控制循環(huán)。為了從設(shè)備中的得到每個(gè)時(shí)鐘周期，用匯編語(yǔ)言做控制循環(huán)的編碼是有意義的。如果目前任務(wù)適合用匯編，應(yīng)確保將其妥善存檔便于有據(jù)可查，這樣，未來(lái)的開發(fā)者（或未來(lái)的版本）會(huì)明白該代碼的用途。 技巧5:充分利用模塊化 筆者最常見的經(jīng)歷是著手由硬件工程師開啟的一個(gè)新項(xiàng)目往往是雜亂無(wú)章的代碼組織。通常我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，代碼由一個(gè)單一的主模塊組成，其中有2.5萬(wàn)多行代碼。在這些應(yīng)用中，一切都是全局性的，函數(shù)寥寥無(wú)幾，goto語(yǔ)句貫穿整個(gè)代碼結(jié)構(gòu)。15年前這算正常，但如今已不再適用了！C語(yǔ)言編程使工程師能夠?qū)⒋a分成獨(dú)立的功能模塊，這簡(jiǎn)化了代碼導(dǎo)航，同時(shí)還能夠使工程師使用封裝等面向?qū)ο蠹夹g(shù)。代碼可以被組織成邏輯模塊，這很有意義。雖然可能要先花點(diǎn)時(shí)間（幾分鐘），但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這將能省掉很多漫長(zhǎng)之夜，和很多調(diào)試之苦！ 技巧6:寫千層餅式代碼而非面條式代碼 Beningo是一個(gè)意大利名字，和許多意大利人一樣，我對(duì)意大利面食也是毫無(wú)保留地?zé)釔邸．?dāng)拿意大利面食與軟件相比時(shí)，我就會(huì)想到兩種面食，即意大利面條和千層餅。意大利面條比較混亂，面條相互交織，縱橫交錯(cuò)，結(jié)果完全沒有任何類型的結(jié)構(gòu)。編寫非結(jié)構(gòu)化代碼就非常像意大利面條：咬一口，完全不知道吃的是哪部分。 另一種就是意大利千層餅！這種面食是分層的，是有結(jié)構(gòu)的。分層開發(fā)的代碼不僅更容易理解，還可以移走一層并添加一個(gè)新層，基本上能夠?qū)崿F(xiàn)重復(fù)使用和維護(hù)的簡(jiǎn)易性。圖1為用千層餅式代碼模型的一個(gè)簡(jiǎn)單軟件模塊示例。 圖1 千層餅軟件 模型 ??驅(qū)動(dòng)程序配置 ??應(yīng)用程序配置 ??應(yīng)用程序 ??驅(qū)動(dòng)程序庫(kù) ??硬件 技巧7:使用描述式變量名稱 編寫易于理解和維護(hù)的較大軟件有許多障礙，其中之一就是變量的命名習(xí)慣。為了盡力縮短變量名，開發(fā)者通常會(huì)自創(chuàng)一些較短的、令人費(fèi)解的助記符，往往只有他們自己才能明白的符號(hào)。現(xiàn)代語(yǔ)言使一個(gè)變量名可以包含數(shù)百個(gè)字符。為了讓事情清晰明確，“直截了當(dāng)”地方法要好于其它方式。因此，變量名一目了然不僅有利于開發(fā)人員，也有利于未來(lái)的維護(hù)團(tuán)隊(duì)。列表8給出一個(gè)示例。