一起玩儿物联网人工智能小车（ESP32）——24. 变量与函数（二）

摘要：本文介绍变量和函数的基本知识

在前面一篇中了解了变量，接着就来了解一下函数。函数是程序中的一个关键概念，它可以简化程序的编写，使代码更加模块化、可复用，提高程序的可读性。其实在之前已经多次遇到函数了，引脚设置、输出高低电平等等功能，都是通过函数调用来实现的。只不过，之前是使用别人写好的函数，接下来是要尝试自己写函数了。

每一个函数也有一个名字，也就是标识符。其命名的规则与变量名基本相同。函数一般由参数、函数体和返回值组成。参数是用来让函数进行不同的计算和操作，函数体是函数的主体语句，定义函数的执行流程及操作的语句，返回值则定义函数的执行结果，用来返回执行结果给调用者。函数包含一个或多个函数体，这些函数可以多次被调用，以提高程序的可重用性。一个最简单的函数如下图所示：

int add(int a, int b) { ????return a+b; }

第一行表明了函数的返回值是一个int类型的数据。函数的名字是add，函数有两个参数：a和b，这两个参数都是整数。

后边大括号中的内容就是函数体，在函数体中包含了实现预期功能的代码。

在Mixly中也支持函数，下面就在Mixly中创建一个add函数，然后将图形化的功能序列和它所生成的源代码对应起来，这样就应该可以理解是怎么开发一个函数了。

创建函数的功能在左侧的“函数”功能模块区，在这里选择一个有返回值的函数功能。然后，单击函数功能左上角的蓝色图标，在弹出的对话框中，增加两个整数参数，分别为a和b。然后再创建一个局部变量c，用来保存求和后的结果，然后将c做为该函数的返回值。开发完成后的add函数如下所示：

这个函数就实现了简单的将2个数据相加的功能。Mixly生成的源代码如下所示：

int add(int a, int b) { ??int c = 0; ??c = a + b; ??return c; }

这个和我之前的实现代码的区别就是定义了一个c来保存相加之后的结果，然后再将c作为返回值，返回给了函数的调用者。如果直接将a+b返回，那么生成的函数就和我之前的代码一模一样了。如下所示：

函数的调用方法很简单，有返回值的可以把返回值赋值给一个变量，或者作为参数传递给其他的函数。方法如下所示：

这就实现了计算5+10的功能，a和b的参数也可以是其他函数的返回值。对应的代码为：

??int c = 0; ??c = add(5, 10);

没有返回值的函数，是不能将结果赋值给其他的变量或者作为另一个函数的参数的。接下来就来实现一个控制小车车轮的函数，在前面的学习中，已经知道了，控制小车车轮需要控制两个GPIO的状态来实现小车车轮的正转、反转和停止。接下来就定义一个wheel()函数，这个函数有3个参数，两个控制的GPIO引脚，一个表示运动的状态，对于运动状态，可以用0表示停止，1表示前进，2表示后退。接下来先生成一个有三个整数参数的wheel()函数，in1和in2是控制车轮转动的2个GPIO管脚。status表示车轮的运动状态。如下所示：

然后，用一个swtich功能来实现依据不同的status，对应不同的操作。swith后的变量与case后的值相等时，该case后的功能将被执行。所有case的值均不相等的时候，default后的语句将被执行。完成实现的函数如下所示：

通过上图可以看出，当status是1时，in1输出高电平，in2输出低电平。当status是2时，in1输出低电平，in2输出高电平。status不是1也不是2的时候，in1和in2都输出低电平。

这个wheel()函数对应的C语言源码如下：

void wheel(int in1, int in2, int status) { ??switch (status) { ???case 1: ????pinMode(in1, OUTPUT); ????digitalWrite(in1,HIGH); ????pinMode(in2, OUTPUT); ????digitalWrite(in2,LOW); ????break; ???case 2: ????pinMode(in1, OUTPUT); ????digitalWrite(in1,LOW); ????pinMode(in2, OUTPUT); ????digitalWrite(in2,HIGH); ????break; ???default: ????pinMode(in1, OUTPUT); ????digitalWrite(in1,LOW); ????pinMode(in2, OUTPUT); ????digitalWrite(in2,LOW); ????break; ??} }

这个代码可以很容易的和Mixly中的图形对应起来。在这里就不过多的解释了。接下来再来实现一个前进的函数，函数的名字叫forward()。在实现这个函数之前，先把控制车轮的8个GPIO都定义成全局变量，这样将来万一需要修改使用的GPIO管脚，我们只要修改全局变量的初值就可以了，整个运动的控制，只和这8个变量有关。这些变量的定义如下：

接下来就来实现小车的向前运动函数forward()。如下所示：

这个时候向前运动的函数，就比之前的简单多了，而且再实现其他方向的运动也很简单了，在这个函数的基础上，修改一下轮子的转动方向就可以了。Forward()函数的源代码如下所示：

void forward() { ??wheel(PIN1, PIN2, 1); ??wheel(PIN3, PIN4, 1); ??wheel(PIN4, PIN6, 1); ??wheel(PIN7, PIN8, 1); }

只有短短的四行了，比之前实现一个方向的运动，要简单多了吧？