如何在C语言项目中优雅地使用结构体

在嵌入式开发中，结构体是一种非常重要的数据组织方式，它可以帮助我们更好地管理复杂的数据。今天，我将通过一个具体的例子，展示如何在C语言项目中定义结构体、在 .c文件 中实例化结构体变量，并通过 extern 关键字在其他文件中访问这些变量。这个技巧在多文件项目中非常实用，可以提高代码的可读性和可维护性。

1、定义结构体

假设我们开发一个脉冲测量输入捕获模块，需要记录捕获的相关信息。我们可以在 .h文件 中定义一个定时器输入捕获结构体。

// GeneralTimer.h文件
#ifndef __GENERALTIMER_H
#define __GENERALTIMER_H

// 定时器输入捕获用户自定义变量结构体声明
typedef struct
{   
	uint8_t   Capture_FinishFlag;   // 捕获结束标志位
	uint8_t   Capture_StartFlag;    // 捕获开始标志位
	uint16_t  Capture_CcrValue;     // 捕获寄存器的值
	uint16_t  Capture_Period;       // 自动重装载寄存器更新标志 
}TIM_ICUserValueTypeDef;
#endif /* __GENERALTIMER_H */

在这个文件中，我们定义了一个名为 TIM_ICUserValueTypeDef 的结构体，它包含四个字段：捕获结束标志位、捕获开始标志位、捕获寄存器的值和自动重装载寄存器更新标志 。

2、在 .c文件 中声明结构体变量

接下来，在 .c文件 中，我们实例化这个结构体变量，并初始化它。

// GeneralTimer.c文件
#include "GeneralTimer.h"

// 定时器输入捕获用户自定义变量结构体定义
TIM_ICUserValueTypeDef TIM_ICUserValueStructure = {
	.Capture_FinishFlag = 0,
	.Capture_StartFlag = 0,
	.Capture_CcrValue = 0,
	.Capture_Period = 0
};

这里，我们定义了一个名为 TIM_ICUserValueStructure 的全局变量，并初始化了它的各个字段。

3、使用 extern 关键字在其他文件中访问结构体变量

为了让其他文件能够访问这个全局变量，我们需要在 .h文件 中使用 extern 关键字声明它。

// GeneralTimer.h文件(更新)
#ifndef __GENERALTIMER_H
#define __GENERALTIMER_H

// 定时器输入捕获用户自定义变量结构体声明
typedef struct
{   
	uint8_t   Capture_FinishFlag;   // 捕获结束标志位
	uint8_t   Capture_StartFlag;    // 捕获开始标志位
	uint16_t  Capture_CcrValue;     // 捕获寄存器的值
	uint16_t  Capture_Period;       // 自动重装载寄存器更新标志 
}TIM_ICUserValueTypeDef;

// 声明全局变量
extern TIM_ICUserValueTypeDef TIM_ICUserValueStructure;

#endif /* __GENERALTIMER_H */

在其他文件中，只要包含 GeneralTimer.h，就可以访问 TIM_ICUserValueStructure 变量了。

// main.c文件
#include "GeneralTimer.h"
#include "usart.h"

int main(void)
{
	USART_Config();
	
	printf("\r\n Capture_FinishFlag: %d \n", TIM_ICUserValueStructure.Capture_FinishFlag);
	printf("\r\n Capture_StartFlag: %d \n", TIM_ICUserValueStructure.Capture_StartFlag);
	printf("\r\n Capture_CcrValue: %d \n", TIM_ICUserValueStructure.Capture_CcrValue);
	printf("\r\n Capture_Period: %d \n", TIM_ICUserValueStructure.Capture_Period);
	
	while(1)
	{
		
	}
}

4、总结

通过这种方式，我们可以在 .h文件 中定义结构体，然后在 .c文件 中实例化它，并通过 extern 关键字在其他文件中访问它。

这种方法的优点是：

• 模块化：结构体的定义和实现分离，便于维护和扩展。

• 全局访问：通过 extern 关键字，可以在多个文件中共享同一个变量，避免重复定义。

• 清晰的接口：通过 .h文件 声明，其他开发者可以清楚地知道哪些变量是全局可用的。