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[導(dǎo)讀]筆者能力有限,如果文中有不對的地方,還請各位朋友能及時(shí)地給我指出來,我將不勝感激,謝謝~ 跳轉(zhuǎn)表的概念 引用筆者在 Wikipedia 上看到的關(guān)于跳轉(zhuǎn)表的概念, In computer programming, a branch table or jump table is a method of transferring program co

筆者能力有限,如果文中有不對的地方,還請各位朋友能及時(shí)地給我指出來,我將不勝感激,謝謝~

跳轉(zhuǎn)表的概念

引用筆者在 Wikipedia 上看到的關(guān)于跳轉(zhuǎn)表的概念,

In computer programming, a branch table or jump table is a method of transferring program control (branching) to another part of a program (or a different program that may have been dynamically loaded) using a table of branch or jump instructions

其意思也就是說,跳轉(zhuǎn)表或者也可以被稱之為分支表,是一種利用分支或者跳轉(zhuǎn)指令表將程序控制轉(zhuǎn)移到程序另一部分(或者是已經(jīng)動(dòng)態(tài)加載的其他程序)的方法。關(guān)于跳轉(zhuǎn)到程序的另一部分最常用的方法就是使用 switch 語句,但是使用 switch 語句存在的一個(gè)弊端就是如果分支過多,會(huì)造成程序的冗長,而跳轉(zhuǎn)表剛好能解決這個(gè)問題,對于優(yōu)化程序的結(jié)構(gòu)有很大地幫助。在介紹跳轉(zhuǎn)表之前,筆者在這里先介紹一下跳轉(zhuǎn)表所涉及到的指針數(shù)組和函數(shù)指針的概念。

指針數(shù)組

首先它是一個(gè)數(shù)組,數(shù)組的元素都是指針,如果有如下指針數(shù)組的定義:

   
  1. int *p1[5];

那么可以采用如下的一個(gè)圖表明它的含義: 

函數(shù)指針

函數(shù)指針的意思就如名稱稱所示,它是一個(gè)指針,一個(gè)函數(shù)的指針,指向一個(gè)函數(shù)。比如下面我們就可以定義一個(gè)函數(shù)指針變量。

   
  1. int (*pf)(int,int);

上述指針變量的意思是定義了一個(gè) pf 的函數(shù)指針變量,這個(gè)指針變量可以指向的是一個(gè)返回值為 int 的,函數(shù)兩個(gè) int 類型的參數(shù)的函數(shù)。假設(shè)現(xiàn)在我們有一個(gè)這樣的函數(shù)用于兩數(shù)相加,

   
  1. int add(int num1,int num2);

那么我們可以通過函數(shù)指針變量指向這個(gè)函數(shù)的形式來調(diào)用函數(shù),比如這樣:

   
  1. pf = add;

  2. pf(5,8);

上述就是關(guān)于函數(shù)指針的簡單敘述。

跳轉(zhuǎn)表

在介紹了指針數(shù)組和函數(shù)指針后,我們就可以來構(gòu)建我們的跳轉(zhuǎn)表,比如這樣:

   
  1. void (*pf[])(void) = {fna,fnb,fnc,fnd};

其中 fna , fnb , fnc ,fnd 都是返回值和參數(shù)都為 void 的函數(shù),上述定義的函數(shù)跳轉(zhuǎn)表的意思也就是有一個(gè)函數(shù)指針數(shù)組,這個(gè)數(shù)組里面存放的都是函數(shù)的指針。之所以稱之為跳轉(zhuǎn)表,就是因?yàn)槟芡ㄟ^索引的方式進(jìn)行調(diào)用函數(shù),下面就是在定義了上述調(diào)轉(zhuǎn)表后的一個(gè)應(yīng)用:

   
  1. void test(const int jump_index)

  2. {

  3. pf[jump_index]();

  4. }

下面的圖片很形象的表達(dá)了跳轉(zhuǎn)表的原理:  通過調(diào)用 test 函數(shù),帶以不同的參數(shù),就可以通過 test 運(yùn)行不同函數(shù)的功能呢,試想一下,如果這里使用 switch 的方式實(shí)現(xiàn)上述功能,代碼量是不是要多出許多。

應(yīng)用于嵌入式設(shè)備的一個(gè)例子

下面的這個(gè)例子是筆者在一位國外的網(wǎng)友的帖子下看到的,但是網(wǎng)友并沒有給出所有代碼,缺少一些較為細(xì)節(jié)的東西,但是并不影響理解

背景: 有一個(gè)工業(yè)電源接口盒,現(xiàn)通過一個(gè)簡單的 ASCII 碼助記符來作為命令,該接口盒是通過輸入命令的形式執(zhí)行相關(guān)操作,并且通過 RS-232 接口向外返回輸入的參數(shù)值。

通過背景可以知道我們需要定義一個(gè)數(shù)組存儲(chǔ)命令,代碼如下:

   
  1. static const char read_str[] =

  2. "0SV 0SN 0MO 0WF

  3. 1ST 1MF 1CL 1SZ

  4. 2SP 2VO 2CC 2CA";

由于背景中要求需要返回參數(shù)并通過 RS-232 串口進(jìn)行傳輸,因此通過輸入命令后跳轉(zhuǎn)執(zhí)行的函數(shù)都是具有如下返回值和形參的

   
  1. const char *fna(void); 

另外這個(gè)函數(shù)聲明的意思是,函數(shù)值類型是 const char *,形參是 void ,返回值類型也與剛剛我們所定義的 read_str 所對應(yīng)。綜上,就可以定義我們的跳轉(zhuǎn)表了,跳轉(zhuǎn)表定義如下:

   
  1. static const char *

  2. (*readfns[sizeof(read_str)/4])(void) =

  3. {

  4. /*這里是偽代碼,因?yàn)槊钐?,所以這樣進(jìn)行表示*/

  5. una,fna,fnb,...

  6. }

una,fnb 等都是與 fna 同類型的函數(shù)。說到這里,比較關(guān)鍵的代碼就說完了,如下是整個(gè)處理過程的代碼:

   
  1. const char *fna(void);


  2. static void process_read(const char *buf)

  3. {

  4. char *cmdptr;

  5. unsigned char offset;

  6. const char *replyptr;


  7. static const char read_str[] =

  8. "0SV 0SN 0MO 0WF

  9. 1ST 1MF 1CL 1SZ

  10. 2SP 2VO 2CC 2CA";


  11. static const char *

  12. (*readfns[sizeof(read_str)/4])(void) =

  13. {

  14. /*這里是偽代碼,因?yàn)槊钐?,所以這樣進(jìn)行表示*/

  15. una,fnb,fnc,...

  16. }


  17. /*cmdptr獲得的是當(dāng)前輸入字符的地址*/

  18. cmdptr = strstr(read_str,buf);


  19. if (cmdptr != NULL)

  20. {

  21. /*(當(dāng)前地址 - 數(shù)組基地址)/4 = 索引*/

  22. offset = (cmdptr - read_str) / 4;


  23. replyptr = (*readfns[offset])();

  24. }

  25. }

上述 strstr 函數(shù)的功能是返回一個(gè)輸入字符串與數(shù)組中字符串匹配的元素的地址。最后根據(jù)索引值調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)執(zhí)行,所以也就實(shí)現(xiàn)了背景中所述的根據(jù)輸入命令執(zhí)行相應(yīng)操作的功能,如果命令有很多個(gè),可想而知使用 switch 將是多么冗長的一段代碼。

總結(jié)

通過上述的例子,很清楚地展示了跳轉(zhuǎn)表在優(yōu)化代碼結(jié)構(gòu)上的強(qiáng)大作用,如果有一組操作所對應(yīng)的函數(shù)具有相同的函數(shù)返回值和相同的形參,應(yīng)該考慮使用跳轉(zhuǎn)表,它將幫助你寫出漂亮的代碼。

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