Основы робототехники

Arduino String работа со строками в ардуино

Содержание

Arduino String основная библиотека для работы со строками в ардуино. С ее помощью существенно упрощается использование массивов символов и строк в скетче. Объект типа String содержит множество полезных функций для создания и объединения строк, преобразований string to int (парсинг чисел) и int to string (форматирование чисел). Строки используются практически в любых проектах, поэтому и вероятность встретить String в скетче очень высока. В этой статье мы постараемся рассмотреть основные методы этого класса и наиболее часто возникающие ситуации.

Для чего нужен String в ардуино

Стандартным способом работы со строками в языке C является использование массива символов. Это все означало необходимость работы с указателями и понимания адресной арифметики. В ардуино и C++ у программистов появилось гораздо больше возможностей. Все “низкоуровневые” операции по работе со строкой выделены в отдельный класс, а для основных операций даже переопределены операторы. Например, для объединения срок мы просто используем хорошо знакомый знак “+”, а не зубодробильные функции типа malloc и strcpy. С помощью String мы работаем со строкой как с целым объектом, а не рассматриваем его как массив символов. Это позволяет сосредоточиться на логике скетча, а не деталях реализации хранения символов в памяти.

Естественно, у любого “упрощения” всегда есть свои подводные камни. String всегда использует больше оперативной памяти и в некоторых случаях функции класса могут медленнее обрабатываться. Поэтому в реальных больших проектах придется тщательно взвешивать все плюсы и минусы и не забывать, что никто не мешает нам работать со строками в стиле С. Все обычные функции обработки массивов char остаются в нашем арсенале и в arduino.

Создание строк в ардуино с помощью String

В ардуино у нас есть несколько способов создать строку, приведем основные:

  • char myCharStr [ ] = “Start”; массив типа char с завершающим пустым символом;
  • String myStr = “Start”; объявляем переменную, создаем экземпляр класса String и записываем в него константу-строку.
  • String myStr = String(“Start”); аналогичен предыдущему: создаем строку из константы
  • String myStr(myCharStr); создаем объект класса String с помощью конструктра, принимающего на вход массив типа char и создающего из char String.
  • String myStr = String(50); создаем строку из целого числа (преобразование int to string).
  • String myStr = String(30, H); создаем строку представление числа в 16-чной системе (HEX to String)
  • String myStr = String(16, B); создаем строку представление числа в двоичной системе (Byte to String).

Каждый раз, когда мы объявляем в коде строку с использованием двойных кавычек, мы создаем неявный объект класса String, являющийся константой. При этом обязательно использование именно двойных кавычек: “String” это строка. Одинарные кавычки нужны для обозначения отдельных символов. ‘S’ это символ.

Функции и методы класса String

Для работы со строками в String предусмотрено множество полезных функций. Приведем краткое описание каждой из них:

  • String() – конструктор, создает элемент класса данных string. Возвращаемого значения нет. Есть множество вариантов, позволяющих создавать String из строк, символов, числе разных форматов.
  • charAt() возвращает указанный в строке элемент. Возвращаемое значение – n-ный символ строки.
  • compareTo() – функция нужна для проверки двух строк на равенство и позволяет выявить, какая из них идет раньше по алфавиту. Возвращаемые значения: отрицательное число, если строка 1 идет раньше строки 2 по алфавиту; 0 – при эквивалентности двух строк; положительное число, если вторая строка идет раньше первой в алфавитном порядке.
  • concat() функция, которая объединяет две строки в одну. Итог сложения строк объединяется в новый объект String.
  • startsWith() – функция показывает, начинается ли строка с символа, указанного во второй строке. Возвращаемое значение: true, если строка начинается с символа из второй строки, в ином случае false.
  • endsWith() работает так же, как и startsWith(), но проверяет уже окончание строки. Также возвращает значения true и false.
  • equals() сравнивает две строки с учетом регистра, т.е. строки «start» и «START» не будут считаться эквивалентными. Возвращаемые значения: true при эквивалентности, false в ином случае.
  • equalsIgnoreCase() – похожа на equals, только эта функция не чувствительна к регистру символов.
  • getBytes() – позволяет скопировать символы указанной строки в буфер.
  • indexOf() выполняет поиск символа в строке с начала. Возвращает значение индекса подстроки val или -1, если подстрока не обнаружена.
  • lastIndexOf() –выполняет поиск символа в строке с конца.
  • length() – указывает длину строки в символах без учета завершающего нулевого символа.
  • replace() – заменяет в строке вхождения определенного символа на другой.
  • setCharAt() изменяет нужный символ в строке.
  • substring() – возвращает подстроку. Может принимать два значения – начальный и конечный индексы. Первый является включительным, т.е. соответствующий ему элемент будет включаться в строку, второй – не является им.
  • toCharArray() – копирует элементы строки в буфер.
  • toLowerCase() – возвращает строку, которая записана в нижнем регистре.
  • toUpperCase() – возвращает записанную в верхнем регистре строку.
  • toInt() – позволяет преобразовать строку в число (целое). При наличии в строке не целочисленных значений функция прерывает преобразование.
  • trim() – отбрасывает ненужные пробелы в начале и в конце строки.

Объединение строк Arduino

Объединить две строки в одну можно различными способами. Эта операция также называется конкатенацией. В ее результате получается новый объект String, состоящий из двух соединенных строк. Добавить к строке можно различные символы:

  • String3 = string1 + 111; // позволяет прибавить к строке числовую константу. Число должно быть целым.
  • String3 = string1 + 111111111; // добавляет к строке длинное целое число
  • String3 = string1 + ‘А’; // добавляет символ к строке
  • String3 = string1 + “aaa”;// добавляет строковую постоянную.
  • String3 = string1 + string2; // объединяет две строки вместе.

Важно осторожно объединять две строки из разных типов данных, так как это может привести к ошибке или неправильному результату.

Arduino string to int и string to float

Для конвертации целочисленных значений string to int используется функция toInt().

int x = MyStr.toInt();

Если нужно конвертировать объект с плавающей запятой, применяется функция atof().

MyStr.toCharArray(myStr1, MyStr.length()); // копируется String в массив myStr1

float x = atof(myStr1); // преобразование в float

Преобразование int to string

Для создания строки из числа не требуется делать особых телодвижений. Мы можем просто объединить строку и число:

String str = “Строка номер “+ i;

Можем создать объект, используя конструктор

String str = String(50);

Можем объединить оба способа:

String str = “Строка номер “+ String(50);

Преобразование String в массив char

Тип данных Char позволяет объявлять текстовые строки несколькими способами:

  • char myStr1[10]; в данном случае объявлен массив определенного размера.
  • char myStr2 [6] = <‘a’, b, ‘c’, ‘d’, ‘e’>; объявлен сам массив. Конечный символ не записанявно, его прибавит сам компилятор.
  • char myStr3[6] = <‘a’, b, ‘c’, ‘d’, ‘e’&#8217;/0’>; объявлен массив, при этом в конце прописан признак окончания строки.
  • char myStr4 [ ] = “abcde”; инициализация массива строковой постоянной. Размер и завершающий символ добавляются автоматически компилятором.
  • char myStr5 [6 ] = “abcde”; инициализация массива с точным указанием его размера.
  • char myStr 6[30 ] = “abcde”; аналогично, но размер указан больше для возможности использования строк большей длины.

Еще раз напомним, что в типе данных char строковые константы нужно записывать в двойные кавычки «Abcde», а одиночные символы – в одинарные &#8216;a&#8217;.

Конвертировать строку в массив сhar array можно при помощи следующего кода:

String stringVar = &#8220;111&#8221;;

Можно сделать обратное преобразование char to string.

Пример преобразования String to const char*. Указание звездочкой char*означает, что это массив указателей.

String stringVar=string (`start);

Char charVar[ sizeof [stringVar)];

Заключение о String и ардуино

Arduino String - работа со строками в ардуино

В этой статье мы рассмотрели основные вопросы использования String для работы со строками arduino. Как показывают примеры, ничего страшного и сложного в этом классе нет. Более того, зачастую мы можем даже не догадываться, что работаем с классом String: мы просто создаем переменную нужного типа, присваиваем ей строку в двойных кавычках. Создав строку, мы используем все возможности библиотеки String: можем без проблем модифицировать строку, объединять строки, преобразовывать string в int и обратно, а также делать множество других операций с помощью методов класса.

В ситуациях, когда скетч большой и перед нами встает дефицит памяти, использовать String нужно осторожно, по возможности заменяя на char*. Впрочем, в большинстве первых проектов начинающего ардуинщика таких ситуаций не много, поэтому рекомендуем использовать String без опаски это предотвратит появление ошибок адресной арифметики, возникающих при работе с массивами char.


Источник: arduinomaster.ru