使用過Python的數(shù)據(jù)類型后，會(huì)發(fā)現(xiàn)C/C++的數(shù)據(jù)類型比較單一。Arduino實(shí)際上是C++，除了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型，增加了String類。通過了解標(biāo)準(zhǔn)庫和類的頭文件，可以減少不必要的、重復(fù)的、瑣碎的、易錯(cuò)的手工代碼。除了Arduino，其他的GCC和嵌入式C語言中也可以參照?qǐng)?zhí)行。
IoT相關(guān)數(shù)據(jù)類型
- byte, unsigned char
- char
- int, int and unsigned int
- float
- String，class of char array
- struct
IoT需要解決的主要是采集、傳輸、判斷、控制。傳輸通道上數(shù)據(jù)以二進(jìn)制數(shù)據(jù)為主。
C語言設(shè)計(jì)中，二進(jìn)制數(shù)據(jù)采用unsigned char[]，使用簡單。二進(jìn)制處理采用struct結(jié)構(gòu)體可以很好地解決固定長度的unsigned char[]。但是動(dòng)態(tài)長度的傳輸協(xié)議的結(jié)構(gòu)體往往需要包含額外的緩沖區(qū)指針。
C語言中，字符串采用char[]，即字符數(shù)組來實(shí)現(xiàn)。但是無論是初始化、轉(zhuǎn)換、處理起來，代碼都很瑣碎。所以ANSI標(biāo)準(zhǔn)的C語言標(biāo)準(zhǔn)庫中提供了大量的面向字符以及字符串的函數(shù)。在Java/C++等OOP語言中，也都定義String類。注意，這些是類（class），而非數(shù)據(jù)類型（type）。
由于IoT引入了許多Web協(xié)議，而大多數(shù)Web協(xié)議如HTTP/FTP/Telnet都基于字符串。所以許多情況下，代碼需要在這兩種協(xié)議之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。所以u(píng)nsigned char和char是最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)類型。
unsigned char和char可以通過強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)。但是unsigned char[]，char[]，String三者之間卻有著一定的差異，主要因?yàn)閏har[]/String定義的字符串結(jié)束符必須使用NULL，即\0來實(shí)現(xiàn)。在某些特殊情況下會(huì)因?yàn)閮煞N數(shù)據(jù)類型長度不一致，或者缺乏NULL結(jié)束符導(dǎo)致程序跑飛。
String類
在Arduino的WString.h/WString.cpp中可以找到對(duì)應(yīng)的String類定義。
inline void String::init(void) {
buffer = NULL;
capacity = 0;
len = 0;
}
WString.cpp引用了stdlib_noiso.h這個(gè)頭文件，也就是底層依然調(diào)用了libc來實(shí)現(xiàn)一些功能。在構(gòu)建函數(shù)中，可以看到其調(diào)用utoa(),itoa(),ltoa()等stdlib.h中定義的函數(shù)。
類型轉(zhuǎn)換
雖然C語言是理工科大學(xué)必修課程，但是在MCU級(jí)別使用C語言卻是在工作中。從Keil的C51語言開始，因?yàn)橘Y源受限，實(shí)際工程中很少使用標(biāo)準(zhǔn)庫，一些小的常用函數(shù)都是自己寫的，目的是通過不同模塊的緩沖區(qū)復(fù)用（overlap）實(shí)現(xiàn)少占用RAM空間。而現(xiàn)在STM32/ESP8266的RAM都比之前8051 256B要多許多，使用標(biāo)準(zhǔn)庫和類庫以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)，可以明顯加快開發(fā)。
當(dāng)然，不必將所有的庫和類庫都背下來，可以在使用中摸索出操作的常用函數(shù)，然后在標(biāo)準(zhǔn)庫和類庫中去尋找對(duì)應(yīng)物。
- String to char array
- String to byte array
- String to int
- String to float
各種庫
不同C編譯器環(huán)境有著類似（ANSI C libc）但是有細(xì)微差異的庫（glibc）。需要自行檢索。
- stdlib.h，libc的一部分，包含了部分str轉(zhuǎn)其他類型的函數(shù)定義。
- ctypes.h, libc的一部分，包含了字符char的函數(shù)定義。
- string.h, libc的一部分，包含了大多數(shù)字符串操縱如復(fù)制、檢索、比較等函數(shù)定義。
- Wstring.h，Arduino自定義的String類，依賴于stdlib.h/string.h的函數(shù)。
- Wcharater.h，Arduino定義的字符類型操作，如判斷、轉(zhuǎn)換。依賴于ctype.h的轉(zhuǎn)換函數(shù)。
#include <stdlib.h>
// string to double or float
double atof(const char *s);
float atoff(const char *s);
// string to integer
int atoi(const char *s); // = (int)strtol(s, NULL, 10);
long atol(const char *s); // = strtol(s, NULL, 10);
// double or float to string
char *ecvt(double val, int chars, int *decpt, int *sgn);
char *ecvtf(float val, int chars, int *decpt, int *sgn);
char *fcvt(double val, int decimals, int *decpt, int *sgn);
char *fcvtf(float val, int decimals, int *decpt, int *sgn);
// format double or float as string
char *gcvt(double val, int precision, char* buf);
char *gcvtf(float val, int precision, char* buf);
// double or float to string
char *ecvtbuf(double val, int chars, int *decpt, int *sgn, char *buf);
char *ecvtfbuf(float val, int chars, int *decpt, int *sgn, char *buf);
// integer or unsigned int to string
char *itoa(int value, char *str, int base);
char *utoa(unsigned value, char *str, int base);
// string to double or float
double strtod(const char *restrict str, char **restrict tail);
float strtof(const char *restrict str, char **restrict tail);
// string to long or unsigned long
long strtol(const char *restrict s, char **restrict ptr, int base);
unsigned long strtoul(const char *restrict s, char **restrict ptr, int base);
// binary search
void *bsearch(const void *key, const void *base, size_t nmemb, size_t size, int(*compar)(const void *, const void *));
#include <ctype.h>
int isalnum(int c); // is alphanumberic
int isalpha(int c); // is alphabetic
int isascii(int c); // is ASCII char
int isblank(int c); //
int iscntrl(int c);
int isdigit(int c);
int islower(int c);
int isprint(int c); // is printable
int ispunct(int c); // punctuation
int isspace(int c); // is space
int isupper(int c);
int isxdigit(int c); // is hexdecimal digit
int toascii(int c); // force to ascii, by clearing MSB
int tolower(int c);
int toupper(int c);
#include <string.h>
int bcmp(const void *s1, const void *s2, size_t n); // = memcmp
int bcopy(const void *in, void *out, size_t n); // = memmove
void bzero(void *b, size_t length);
char *index(const char *string, int c); // = strchr
void *memccpy(void *restrict out, const void *restrict in, int endchar, size_t n);
void *memchr(const void *src, int c, size_t length);
int memcmp(const void *s1, const void *s2, size_t n);
void *memcpy(void *restrict out, const void *restrict in, size_t n);
char *memmem(const void *s1, size_t l1, const void *s2, size_t l2);
void *memmove(void *dst, void *src, size_t length);
void *memrchr(const void *src, int c, size_t length);
void *memset(void *dst, int c, size_t length);
void *rawmemchr(const void *src, int c);
void *rindex(const char * string, int c);
char *strpcpy(char *restrict dst, const char *restrict src);
char *strncpy(char *restrict dst, const char *restrict src, size_t length);
int strcasecmp(const char *a, const char *b);
char *strcasestr(const char *s, const char *find);
char *strcat(char *restrict dst, const char *restrict src);
char *strchr(const char *string, int c);
char *strchrnul(const char *string, int c);
int strcmp(const char *a, const char *b);
char *strcpy(char *dst, char *src);
size_t strlen(const char *str);
char *strlwr(char *a);
int strncasecmp(const char *a, const char *b, size_t length);
char *strncat(char *restrict dst, const char *restrict src, size_t length);
int strncmp(const char *a, const char *b, size_t length);
char *strncpy(char *restrict dst, const char *restrict src, size_t length);
size_t strlen(const char *str, size_t length);
char *strpbrk(const char *s1, const char *s1);
char *strrchr(const char *string, int c);
char *strstr(const char *s1, const char *s2);
char *strtok(char *restrict source, const char *restrict delimiters);
仔細(xì)閱讀Arduino的WString/WCharater的頭文件，其底層依然是依賴于標(biāo)準(zhǔn)庫libc。
其他操作
Python編寫IoT應(yīng)用時(shí)，有些特殊的操作，是沒有C語言對(duì)應(yīng)物的，都需要自己去編寫。比如split()切割字符串等。
