Типы данных в Arduino

В этой статье мы рассмотрим типы данных в Ардуино и как они используются в программировании. Типы данных важны для понимания, поскольку они определяют типы, которые могут хранить переменные.

Тип данных переменной определяется при объявлении переменной. Чтобы объявить тип данных переменной, напишите тип данных перед именем переменной:

int variable;

Это объявляет переменную как int — целое число.

Используемый тип данных будет зависеть от размера и типа значения, которое будет храниться в переменной. А также определяет, какой объем памяти будет зарезервирован для переменной.

Тип данных int

Наиболее распространенным типом данных является целое число. Переменные, объявленные как int, могут содержать целые числа, такие как 5, 22 или 1023. Чтобы объявить переменную с типом int, объявите ее следующим образом:

int variable = 9;

В этом примере мы объявляем переменную целочисленного типа int с именем variable и устанавливаем ее равной числу девять.

Целочисленные переменные используют два байта памяти, поэтому они могут содержать 2¹⁶ различных чисел (до 65 536). Но тип данных int может содержать положительные и отрицательные значения, поэтому диапазон фактически разделен между -32 768 и 32 767.

Существует также целочисленный тип данных без знака — unsigned int. Без знака означает, что число может содержать только положительные числа и ноль. Целочисленные переменные без знака занимают два байта памяти. Но поскольку они содержат только положительные значения, они могут содержать целые числа от 0 до 65 535.

Чтобы объявить переменную unsigned int, используйте этот код:

unsigned int variable = 8;

Тип данных long

Тип данных long используется для хранения больших целых чисел. Переменные, объявленные как long, используют четыре байта памяти, поэтому они могут содержать до 2³² или 4 294 967 296 различных чисел. Но это число делится между положительными и отрицательными значениями (от -2 147 483 648 до 2 147 483 647).

Чтобы объявить переменную с типом данных long, используйте этот код:

unsigned long variable = 4;

Тип данных float

Типы данных long и int могут хранить только целые числа. Но что делать, если вам нужно сохранить значение с десятичной точкой или дробью?

Используйте типы данных float или double. Переменные float и double могут хранить положительные и отрицательные дробные числа. Они оба делают одно и то же, поэтому ключевые слова взаимозаменяемы. Они также оба используют 4 байта памяти. Значения, которые они могут хранить варьируются от 3,4028235E+38 до -3,4028235E+38.

При объявлении переменной с float или double число должно быть записано с десятичной точкой, иначе оно будет рассматриваться как целое число.

Следует иметь в виду, что математические операции выполняются намного медленнее с числами с плавающей точкой и двойными числами по сравнению с целыми числами. Следовательно, ваша программа будет работать быстрее, если вы сможете использовать целые числа вместо чисел с плавающей точкой.

Чтобы объявить переменную как число с плавающей запятой float, используйте этот код:

float variable = 8.123;

Логический тип данных boolean (true и false)

Иногда вам нужна переменная только для хранения двух значений. Например, когда вы считываете цифровой вывод или записываете состояние для светодиода, вам нужно сохранить только одно из двух значений: HIGH (оно же логическая 1, оно же — истина true) и LOW (оно же логический 0, оно же — ложь false).

boolean variable = HIGH;
bool flag = 0;

Для этих типов переменных вы можете использовать логический тип данных. Логические переменные могут хранить только два возможных значения: true или false, HIGH или LOW и 1 или 0. Они используют только один байт памяти.

Тип данных char в Arduino

Используйте символьный тип данных char, если ваша переменная должна содержать только одну букву, цифру или символ. Тип данных char хранит символы ASCII, такие как a, b, c, 1, 2, 3, а также знаки *, % и $.

Символ ASCII может быть сохранен в переменной char и занимает только один байт данных.

Каждому символу ASCII присвоен уникальный номер. Вы можете найти значение ASCII для каждого символа в следующей таблице:

Таблица разбита на две колонки для каждого символа ASCII. Столбец «Значение» соответствует числовому значению каждого символа, а столбец «символ» показывает фактический символ.

char variable = 'f';

Чтобы сохранить символ ASCII в переменной char, используйте одинарные кавычки вокруг символа при объявлении переменной. Например, чтобы сохранить символ доллара в переменной char, вы можете использовать этот код:

char variable = '$';

Чтобы сохранить значение символа ASCII в переменной, используйте номер ASCII без кавычек. Например, это сохранит символ собаки @ в переменной variable:

char variable = 64;

Использование числовых значений ASCII в переменных char позволяет выполнять арифметические действия с буквами. Это иногда используется для перемещения значения по алфавиту.

Тип данных byte

Тип данных byte аналогичен типу данных unsigned char. Он может хранить положительные целые числа от 0 до 255. Он использует только один байт памяти, поэтому это хороший способ сэкономить место в программе, если вам нужно хранить небольшие значения, такие как номера контактов платы Ардуино, например.

byte variable = 255;

Модификатор переменной const

Модификатор переменной const не является типом данных, но он влияет на поведение переменной в программе Arduino. Ключевое слово const делает переменную постоянной. Как только постоянная переменная объявлена и установлена равной значению, она не может быть изменена позже в программе.

Модификатор const обычно используется для переменных, как номера выводов и математические константы. Значения, которые не будут изменяться в программе.

Объявление переменной как const делает ее доступной только для чтения, поэтому она не использует SRAM, что уменьшает размер вашей программы.

const int variable = 255;

В большинстве случаев вам может сойти с рук объявление переменных в виде целых чисел. Но использование идеального типа данных сэкономит память и позволит вашим программам работать быстрее и эффективнее.

Например, если вы знаете, что переменная никогда не будет хранить значение больше 255, было бы разумно объявить ее как byte вместо int.

Возможно вам будет полезна статья про типы переменных, их объявление и использование математических операций над переменными.

Надеемся, эта статья помогла вам познакомиться с типами данных и тем, как они используются в программировании Arduino. Оставляйте комментарии ниже, если у вас есть какие-либо вопросы!

Документация

• Даташит на Arduino NANO
• Даташит на Arduino UNO
• Даташит на Arduino MEGA

Компоненты

• Arduino NANO
• Arduino UNO
• Arduino MEGA