为什么要写这篇

近期一直在看C Primer Plus，对于C语言的掌握能力有了显著提升，运用也更灵活。因此对C语言刷新的认知是：C语言是把刻刀。同时在习以为常之前记录一下成长：成长中实践。

编译出错，语义错误什么的不再是简单的认为改改就好，问题解决能用就行，到如何用好C语言，少犯一些低级错误。为什么觉得低级，又为什么觉得是刻刀？因为工具参考书就在那里，写得明明白白，不去使用手册。遇到问题不从自身找原因，那种吃一堑长一智的做法，前期可行，但想一直用下去，永远对C语言掌握的不够透彻，永远不会觉得这只是一个工具(刻刀)。而且不看C语言的书籍，不会清楚明白的了解C语言和其它编程语言的界限在哪里。更别提以他山之石，攻己之玉。

为什么会用到结构体数组

对于结构体数组，前些天有个同事说链表真好用，但是它的关注点是插入排序(用于对蓝牙设备顺序存入，然后将新的蓝牙设备按照接收灵敏度插入到链表中，既完成了存入，又完成了排序)。但因为他是第一次用链表，表述成了链表排序真好用，根据这个情况，当时我想到的是用结构体数组应该更好一些吧，数组的排序要比链表快吧（回头查一下链表的插入排序与数组的冒泡排序或快速排序 的对比），但这时在我心里留下了一个结，因为我还没用过结构体数组，却劝别人用。

什么时候用得到结构体数组

因为一个灯板的电路进行了更改，因为选择的芯片引脚不够控制那么多RGB灯，因此用上了74HC595芯片（串转并），想了解的可以看一下这篇文章：74HC595引脚图详解

一开始没有想到更改硬件之后会对原来的功能产生影响，认为只需要把RGB灯控制部分的程序更改为用74HC595控制就好了，但是后来发现个问题。

之前RGB灯的七种颜色控制是直接用红、绿、蓝颜色的灯亮灭来拼出来的，控制红、绿、蓝颜色灯的引脚高低就可以控制灯颜色，程序函数实现并非用常量来标识要显示的颜色，而是通过表示常量的标识符（宏定义或枚举类型）来表示的颜色。当常量要控制的颜色修改时，只需修改宏定义处数值或枚举类型的标识符顺序，而无需修改程序内部逻辑。

但换成74HC595后，红绿蓝颜色灯的引脚不能单独控制了，通过按位输入到74HC595，导致常量控制的颜色是固定死的，修改常量对应的颜色已经不是宏定义就能决定的了。

{BLUE，GREEN， RED}  红灯{0，0，1}   黄灯{0，1，1}   绿灯{0，1，0}   青灯{1，1，0}   蓝灯{1，0，0}   紫灯{1，0，1}   白灯{1，1，1}

常量和颜色控制这种关联对于改需求来说太困难了，说不定一句话更改需求就得让人费一番功夫；而且可读性也是个问题，给其控制常量从1~7，按照人的常规印象是颜色渐变 ，红->黄->绿->青->蓝->紫->白。如果不是这个顺序，对于项目经理来说，这设计可能有点儿反人类了。

怎么改？颜色标识符与对应的常量分开，怎么分？标识符也是必须表示什么东西才可以，变量常量或数组结构体函数等，最简单的还是是标记常量，然后该常量有与控制颜色的常量无关，那么就可以用枚举类型了，标识符的顺序决定了对应的标识符常量。不过这没关系，因为颜色标识符对应的常量已经与控制颜色的常量无关了，顺序随意。这时候就想到结构体数组了。

之后要修改常量对应的颜色只需修改枚举类型 rgb_color的标识符顺序就可以了， 如果硬件电路有修改只需要更改total_color数组每一项的set_color值就可以啦。

为什么要顺序查找，因为结构体数组的每一项下标是固定的，只是每一项结构体的成员变量可能发生改变（修改常量对应的颜色）。若按照标识符表示的常量值（要设置的颜色对应的常量）进行排序，只需初始化时进行一次，使其与结构体的下标相对应，之后直接访问结构体另一项成员变量就可以了。

下面是改进后的测试程序，可以直接在菜鸟C在线工具运行。此处对排序的使用还是基于之前的架构，交换的函数有所不同，冒泡排序的实现和以前也有所不同，感兴趣的小伙伴可以拿这篇文章对照下：把数据滤波写成不明觉厉的样子

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>


#define DEBUG_OUTPUT 		1

typedef struct color_set
{
	uint8_t color;
	uint8_t set_color;
}COLOR_SET;

enum rgb_color        ///< 为测试而修改
{
	NO_COLOR = 0,
	PURPLE,
	RED,	
	GREEN,
	BLUE,
	WHITE,
	YELLOW,
	CHING,
};

COLOR_SET total_color[8] =
{
	{NO_COLOR, 0},
	{RED, 1},
	{YELLOW, 3},
	{GREEN, 2},
	{CHING, 6},
	{BLUE, 4},
	{PURPLE, 5},
	{WHITE, 7}
};



typedef void (*Exchange_Func)(void *, void *);

 uint8_t _74HC595_set_color(uint8_t color);
 void struct_binary_exchange(void* num1, void* num2);
 void bubble_sort(void * buf, uint16_t num, uint8_t size, Exchange_Func operator_func);
 uint8_t _74HC595_set_color_Init(void);

/**
 * _74HC595_set_color
 * @brief 	得到74HC595实际输出的值
 * @param	要设置的颜色对应的常量color_set.color
 * @return 	转换成要设置的颜色对应值 color_set.set_color
 */
 uint8_t 
 _74HC595_set_color(uint8_t color)
 {
#if DEBUG_OUTPUT
	printf("output color is: %d", total_color[color].set_color);
#endif
	return total_color[color].set_color;
 }

/**
 * uint8_t_binary_exchange
 * @brief 设计判断条件交换两数在数组中的位置
 * @param	num1 按照uint8_t类型进行处理
 * @param 	num2 按照uint8_t类型进行处理
 * @retval	None
 * @note	将 > 改为 < 即由递增序列变为递减序列
 */
void 
struct_binary_exchange(void* num1, void* num2)
{
	if((*(COLOR_SET *)num1).color > (*(COLOR_SET *)num2).color)
	{
		COLOR_SET temp = *(COLOR_SET *)num1;
		*(COLOR_SET *)num1 = *(COLOR_SET *)num2;
		*(COLOR_SET *)num2 = temp;
	}else
	{
		/* no code */
	}
}

/**
 * bubble_sort
 * @brief 	冒泡排序法，为处理不同数据准备的框架
 * @details 使用回调函数来实现只改底层，不动上层的分层思想
 * @param	buf 数组首地址，void* 修饰，表示任意类型传入
 * @param	num 数组大小，通常用sizeof(buf)/sizeof(buf[0]) 来得到
 * @param	size 要处理的数据类型占用字节数，通常用sizeof(buf[0]) 来得到
 * @param	operator_fuc 函数指针，用于调用相应函数实现功能
 * @retval 	None
 * @note	为功能测试而通过宏切换验证
 */
void 
bubble_sort(void * buf, uint16_t num, uint8_t size, Exchange_Func operator_func)
{
	uint16_t ex_cycle_i, in_cycle_j;
 
	if(size == 0 || size > 16)
	{
		printf("please check input data type size !\n");
		return;
	}else
	{
		for(ex_cycle_i = 0; ex_cycle_i < num - 1; ex_cycle_i++)
		{
			for(in_cycle_j = ex_cycle_i + 1; in_cycle_j < num; in_cycle_j++)
			{
				operator_func(buf + size*ex_cycle_i, buf + size*in_cycle_j);
			}
		}
	}
}

/**
 * _74HC595_set_color_Init
 * @brief 	将用于74HC595的数组排序
 * @note 	对于频繁调用的函数_74HC595_set_color 减轻工作量
 */ 
uint8_t 
_74HC595_set_color_Init(void)
{
#if DEBUG_OUTPUT
	printf("origin data is :\n");
	for(uint8_t i=0; i<8; i++)
	{
		printf("total_color[%d].color = %d, total_color[%d].set_color = %d \n", i, total_color[i].color, i, total_color[i].set_color);
	}
#endif
	bubble_sort((void *)total_color, sizeof(total_color)/sizeof(total_color[0]), sizeof(total_color[0]), struct_binary_exchange);
#if DEBUG_OUTPUT
	printf("sort data is :\n");
	for(uint8_t i=0; i<8; i++)
	{
		printf("total_color[%d].color = %d, total_color[%d].set_color = %d \n", i, total_color[i].color, i, total_color[i].set_color);
	}
	printf("\n");
#endif
}

int main(void)
{
	_74HC595_set_color_Init();

#if DEBUG_OUTPUT
	srand((unsigned)time(NULL));
	uint8_t random_val = rand() % 7 + 1;
	printf("random_val is %d \n", random_val);
	_74HC595_set_color(random_val);
#endif

	return 0;
}