嵌入式软件开发中的数据类型转换

yangbocsu2023-08-21 11:13

在嵌入式软件开发时，数据的显示必不可少，那么必定会涉及到数据类型转换。将不同类型的数据在编程中进行转换，以便满足不同的需求。

插入一个知识点： 在C语言中，字符串是由字符组成的字符数组，以null终止符（'\0'）标识字符串的结束。每个字符都是一个字节，按顺序存储在内存中。

例如，字符串 "Hello" 在内存中的存储方式如下：

0 1 2 3 4 5
'H' 'e' 'l' 'l' 'o' '\0'

  • 这里的 '\0' 是null终止符，它表示字符串的结束。C语言中的字符串函数会根据这个null终止符来判断字符串的结束位置。

  • 要在C语言中声明和操作字符串，可以使用字符数组来存储字符序列，并在数组的末尾添加一个null终止符，从而将其视为一个字符串。

c 复制代码 
/*
******************************************************************************
,*  Function Name: 
,*  Author: By yangbocsu
,*  Created: 2023.08.20
,*  Description: 
,*  Parameters:Non
,* Returns: 0.
******************************************************************************
*/
 
#include <stdio.h>

typedef unsigned char u8;
typedef signed char s8;

typedef unsigned short u16;
typedef signed short s16;

typedef unsigned int u32;
typedef signed int s32;u

int main() {
    u8 u8Str[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'}; 				// 字符数组表示字符串
    printf("String: %s\n", str); 								// 打印字符串
    return 0;
}
  • 通常情况下，我们使用字符串常量的简写方式来声明字符串：
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/*
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,*  Function Name: 
,*  Author: By yangbocsu
,*  Created: 2023.08.20
,*  Description: 
,*  Parameters:Non
,* Returns: 0.
******************************************************************************
*/
 
#include "stdio.h"

typedef unsigned char u8;
typedef signed char s8;

typedef unsigned short u16;
typedef signed short s16;

typedef unsigned int u32;
typedef signed int s32;


int main() {
    u8 u8Str[] = "Hello";               // 字符串常量会自动添加null终止符
    printf("String: %s\n", u8Str);

    return 0;
}

一、单个字符 <----> 字符串

1.1 单个字符 转换为 字符串

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/*
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,*  Function Name: 
,*  Author: By yangbocsu
,*  Created: 2023.08.20
,*  Description: 
,*  Parameters:Non
,* Returns: 0.
******************************************************************************
*/
 
#include "stdio.h"
#include "string.h"
typedef unsigned char u8;
typedef signed char s8;

typedef unsigned short u16;
typedef signed short s16;

typedef unsigned int u32;
typedef signed int s32;

int main() {
    // 单个字符转为字符串
    u8 u8Ch = 'A';
    u8 u8Ch2CharArr[2];
	
    u8Ch2CharArr[0] = u8Ch;
    u8Ch2CharArr[1] = '\0'; // 字符串末尾需要添加 null 终止符
	
    printf("Char2String: %s\n", u8Ch2CharArr);

    return 0;
}

1.2 字符串 转换为 单个字符

c 复制代码 
/*
******************************************************************************
,*  Function Name: 
,*  Author: By yangbocsu
,*  Created: 2023.08.20
,*  Description: 
,*  Parameters:Non
,* Returns: 0.
******************************************************************************
*/
 
#include "stdio.h"
#include "string.h"
typedef unsigned char u8;
typedef signed char s8;

typedef unsigned short u16;
typedef signed short s16;

typedef unsigned int u32;
typedef signed int s32;

int main() {

    // 字符串转为单个字符
    u8 u8Str[] = "Hello";
    u8 u8Ch = u8Str[0];
    printf("Char from string: %c\n", u8Ch);

    return 0;
}

二、整数 <----> 字符串

2.1 整数 转为 字符串

  • 版本一 ：sprintf 函数
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/*
******************************************************************************
,*  Function Name: 
,*  Author: By yangbocsu
,*  Created: 2023.08.20
,*  Description: 
,*  Parameters:Non
,* Returns: 0.
******************************************************************************
*/
 
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "stdlib.h"

typedef unsigned char u8;
typedef signed char s8;

typedef unsigned short u16;
typedef signed short s16;

typedef unsigned int u32;
typedef signed int s32;



int main() {
    // 整数转为字符串
    u8 u8Num = 42;
    u8 u8StrFromInt[20]; // 适当大小的字符数组
    sprintf(u8StrFromInt, "%d", num);
    printf("String from int: %s\n", str_from_int);
    return 0;
}

注意：sprintf函数是一个变参函数，前两个函数有固定类型，会进行安全检查，后面的参数都不是类型安全的。使用的时要小心。还有一点就是sprintf() 的写操作可能会越过buffer的边界，从而产生一个缓冲区溢出。

  • 版本二
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/*
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,*  Function Name: 
,*  Author: By yangbocsu
,*  Created: 2023.08.20
,*  Description: 
,*  Parameters:Non
,* Returns: 0.
******************************************************************************
*/
 
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "stdlib.h"

typedef unsigned char u8;
typedef signed char s8;

typedef unsigned short u16;
typedef signed short s16;

typedef unsigned int u32;
typedef signed int s32;


int main() {
    u8 u8Num = 42;
    u8 u8StrFromInt[20]; // 适当大小的字符数组
    snprintf(u8StrFromInt, sizeof(u8StrFromInt), "%d", u8Num); // 使用sizeof来确保不会溢出
    printf("String from int: %s\n", u8StrFromInt);
    return 0;
}

用到的函数：snprintf函数和sprintf函数的区别

sprintf函数无法检查目的缓冲区是否溢出，相反，snprintf函数要求第二个参数指定目的缓冲区的大小，因此可以确保该缓冲区不溢出。

2.2 字符串 转为 整数

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,*  Function Name: 
,*  Author: By yangbocsu
,*  Created: 2023.08.20
,*  Description: 
,*  Parameters:Non
,* Returns: 0.
******************************************************************************
*/
 
#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "stdlib.h"

typedef unsigned char u8;
typedef signed char s8;

typedef unsigned short u16;
typedef signed short s16;

typedef unsigned int u32;
typedef signed int s32;

int main() {
    // 字符串 转为 整数
    u8 u8NumStr[] = "123";
    u32 u32IntFromStr = atoi(u8NumStr);
    printf("u32IntFromStr = %d\n", u32IntFromStr);
	
    return 0;
}
  • atoi函数原型：int atoi(const char *str)
c 复制代码 
#include<iostream>
using namespace std;
int atio1(char *s)
{
int sign=1,num=0;
    if(*s=='-')
        sign=-1;
    s++;
    while((*s)!='\0')
    {
        num=num*10+(*s-'0');
        s++;
    }   
    return num*sign;   
}

三、浮点数 <----> 字符串

3.1 浮点数 转换为 字符串

c 复制代码 
/*
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,*  Function Name: 
,*  Author: By yangbocsu
,*  Created: 2023.08.20
,*  Description: 
,*  Parameters:Non
,* Returns: 0.
******************************************************************************
*/
 
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"


typedef unsigned char u8;
typedef signed char s8;

typedef unsigned short u16;
typedef signed short s16;

typedef unsigned int u32;
typedef signed int s32;




int main() {
    // 浮点数转为字符串
    float f = 3.14159;
    u8 u8StrFromFloat[20]; // 适当大小的字符数组
    snprintf(u8StrFromFloat, sizeof(u8StrFromFloat), "%.2f", f); // 控制小数点位数
    printf("u8StrFromFloat = %s\n", u8StrFromFloat);

    return 0;
}

3.2 字符串 转换为 浮点数

c 复制代码 
/*
******************************************************************************
,*  Function Name: 
,*  Author: By yangbocsu
,*  Created: 2023.08.20
,*  Description: 
,*  Parameters:Non
,* Returns: 0.
******************************************************************************
*/
 
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"


typedef unsigned char u8;
typedef signed char s8;

typedef unsigned short u16;
typedef signed short s16;

typedef unsigned int u32;
typedef signed int s32;



int main() {
    // 字符串转为浮点数
    u8 u8FloatStr[] = "2.71828";
    float FloatFromStr = strtof(u8FloatStr, NULL);
    printf("FloatFromStr = %.5f\n", FloatFromStr);

    return 0;
}
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