Tagasisidestus Serial.println(); abil

Tüüpiliselt ei luba Arduino teek liita Serial.print() käsu siseselt liita kokku mitut tekstilist fraasi, mis on vaikimisi const char ja  täisarvulisi int muutujaid (ingl. int) vaheldumisi sõnedega. Näiteks harjutuses "laborirobot" on kolm muutujat, mootori number, selle staatus (sees või väljas) ja reeversi staatus (kas sees või väljas). Selleks, et saada vaikimisi Arduino standardit kasutades dünaamiline tagasiside lause kujul, näiteks 

1. mootor on 1, reevers 0

tuleks klassikalises Arduino C++ käsitluses kirjutada järgnevalt

Pane tähele, et esimesed read on Serial.print(); ja viimane Serial.println(); mille ln - on lühend "line" ehk lisab jadaühenduse sõnumile lõppu ka reavahetuse, mille tulemusena algab järgmine rida uuelt realt.

Sellist meetodit nimetatakse kettimiseks, sest iga element on justkui eraldi ketilüli. Kirjaviisi poolest on see üsna kohmakas, võtab programmikoodis palju ridu ja väljendit Serial.print() tuleb kirjutada üha uuesti ja uuesti. Vaata näiteks komplekssemat, viie erineva andmetüübiga kettimise näidet. 

x.concat(y)

Arduino String klass (ek sõne) sisaldab vaikimisi funktsiooni, millega on võimalik liita mitu sõnet kokku üheks pikemaks sõneks, näiteks vaatame järgnevat skripti

muudab sõne x väärtuseks "Tere protsessor". Funktsiooni concat nimi tuleb ingliskeelsest väljendist concatenate, mida võiks antud kontekstis nimetada eesti keeles sõnede ühendamiseks. 

+ operaatoriga

Suurepäraselt lihtne võimalus on liita kokku mitut muutujat, mille puhul on tüüpide puhul pisut rohkem vabadust, saab kokku liita sõne ja numbrilise (int) muutuja

nüüd on z väärtusega "Temperatuur 21", kuid silmas tasub pidada, et tekstiline element peab olema eksplitsiitselt olema eelnevalt sõne (ingl String), mitte "const char". Selline eelnevalt sõnena defineerimine võib olla kohmakas, kuid õnneks on võimalik muutujaid lihtsal moel ühtlustada ja muuta sõneks String() funktsiooniga, näiteks Serial.print() jaoks käsitlemiseks järgnevalt

Mis annab jadapordi kaudu täpselt samamoodi väljundiks "Temperatuur 21" nagu eelmise näitega

C++ vs. Python

Tüüpide konverteerimine on üsna universaalne erinevates keeltes, siis on vahetevahel ühelt keelelt teisele üleminekul segiminekuoht, mida võib suurepäraselt tasandada originaalfunktsioonidega, näiteks lihtne funktsioon võimaldab jadaühenduse Serial.println muuta lühemaks ja universaalsemaks ning saada lahti segiminekuprobleemist. 

mida võib nüüd kasutada lühema ja segiminekut vältiva süntaksiga

ja jadaühenduse väljundiks on täpselt samamoodi "Temperatuur 21" nagu varemgi. 

Samamoodi võib pakendada Arduino sõne funktsiooni String() lühemaks, Pythoni sarnaseks kui kirjutada originaalfunktsioon str() järgneval kujul

mis on kohandatud täisarvu int tüübi konverteerimiseks sõneks (ingl String), et kasutada seda print() funktsioonis vaikimisi const char tüüpi tekstiga ühe lausungina järgnevalt

mis annab vastuseks täpselt samamoodi "Temperatuur 21", nagu ka varasematel juhtudel. Lihtsamate täisarvuliste muutujate puhul on selline lühendamine käepärane ja lihtsustab koodi, muudab selle ka ülevaatlikumaks. Siiski tasub silmas pidada, et selline lihtne int => String konversioon on kitsalt ainult nende tüüpide vaheliseks muutuseks, ega hõlma teisi tüüpe nagu näiteks ujukomaarvud (ingl. float). 

Toimivate lahenduste võrdlus

Võrdleme selguse huvides toimivaid lahendusi, milles on külg-külje kõrval näha Pythonis kasutatavad stringide liitmise ja printimise võtted, teises veerus Arduino String klassi meetodid ja kolmandas nanoTronic 0.68 versiooni teegipõhine lahendus, milles on kitsalt int => String konversioon

Ülaltoodud näited kasutavad Arduino String klassi meetodit, kuid efektiivsemaks mälukasutuseks on oluline aru saada sõnede tüüpide erinevusest

Arduino programmeerimisel on const char* ja String kaks erinevat viisi tekstiga (sõnedega) tegelemiseks, millel on suured erinevused mäluhalduse ja efektiivsuse osas.

1. const char* (C-stiilis sõne)

const char* viitab C-stiilis sõnele (string), mis on tegelikult:

• char tüüpi massiiv (array), mis hoiab teksti sümboleid (ühte baiti sümboli kohta).

• Massiivi viimane element on alati null-terminaator (�, ASCII 0), mis annab märku sõne lõpust.

• const char* on konstantne viit (pointer) selle massiivi esimesele sümbolile (esimesele char tüüpi elemendile).

• const märge tähendab, et sõne sisu (sümbolid) ei saa pärast defineerimist muuta. Sellise sõne puhul salvestatakse tekst reeglina otse programmi mällu (Flash, program space), mis on väga mälusäästlik.

Defineerimine

Sõne defineerimiseks on kõige levinum kasutada massiivi ja const märget.

// 1. Kõige tüüpilisem ja mälusäästlikum viis konstantse sõne jaoks
const char* konstante_sone = "See on konstantne C-stiilis sõne.";

// Või massiivi abil
const char konstante_massiiv[] = "Teine konstantne sõne."; 

// F-makro kasutamine, et tagada sõne salvestamine Flash-mällu
Serial.println(F("See läheb otse Flash-mällu."));

 

2. String (Arduino String klass)

String on klass (class) ehk objekt, mis pakub mugavamaid vahendeid sõnedega töötamiseks (nt. liitmine, alamstringid, pikkus).

• See haldab mälu dünaamiliselt (kasutab heap mälu), mis tähendab, et iga kord, kui Stringi sisu muudetakse (nt. liidetakse teine String), võib String-objekt küsida mälult uue ja suurema mälubloki ning vana vabastada.

• See on programmeerija seisukohalt mugav, kuna see hoolitseb mälu halduse eest automaatselt.

Defineerimine

// 1. Lihtne String-objekti defineerimine
String muudetav_sone = "Algne tekst";

// 2. String-objekti loomine teisest andmetüübist
int number = 42;
String number_sone = String(number);

Järeldus: Väikese mäluga mikrokontrollerites, nagu Arduino, võib String-klassi sage kasutamine ja liitmine põhjustada mälu killustumist ja programmi ebastabiilsust (nt. jookseb kokku). const char* on alati eelistatud konstantse teksti puhul.

Kõige mälusõbralikum lahendus

Selleks, et vältida SRAM mälu ülekoormamist ja String objektiga seotud ebaefektiivsust tuleks kas pigem kasutada Serial.println(); kettimist või lahendada muul moel väljundisse sõnede saatmisel String objekti kasutamist ja eelistada alati char tüüpi. 

Lahenduseks on originaalfunktsioon, mis aktsepteerib sisendina erinevaid andmetüüpe, ilma et peaks muretsema nende eelneva konverteerimise pärast (int, float, bool, char*, String, jne). Samas väldib SRAM ülekoormamist, sest String objektiga tehteid ei teha. Lisa enda teeki või programmi algusesse järgnev funktsioon

Mis võimaldab ülimugavalt printida erineva tüübiga elemente ühes lauses, täpselt nagu Pythonis

Prindib lause "Temperatuur 21 C ja rõhk 101.30 hPa reevers 1"

Võrreldes varasemate lahendustega on see nii SRAM suhtes mälusõbralikuim lahendus kui ka oluliselt lihtsam arenduse poolest koodi kirjutada. 

Laboriroboti staatused

Seega käsitlesime siin sellel lehel erinevaid võimalusi, kuidas kettimise asemel võiks tagasisidestust kirjutada ühele reale. Toome siinkohal ära need kolm töötavat näidet, mis oli selle lehe alguses harjutuse "Laborirobot" mootorite tagasidestuseks, lausungi "1. mootor on 1, reevers 0" kuvamiseks. 

Millest esimene kirjutab välja standard jadapordi väljundi Serial.prinln() ja kasutab selle sees String() sõnede liitmist + plussmärkidega 

Teine variant on modifitseeritud nanoTronic 0.68 versiooni teegis sisalduvate print() ja str() kasutusega, kuid toimib põhimõtteliselt samamoodi sõnede liitmise meetodil.

Kolmas lahendus on lisada kas programmi algusesse või teeki täiesti uus rekursiivne funktsioon pr() milles käsitletakse erinevaid sisendeid (int, float, bool, char*, String, jne) ilma neid konverteerimata ja selleks SRAM mälu kasutamata. Samuti on kolmas, pr() programmi kirjutamisel kõige lühem ja elegantsem lahendus.