不同设备上相同代码的不同行为

Question

我很困惑.我有一个相同的程序被上传到两个不同的Arduino板.它是用C++编写的.

这是一个更大的计划,但我只是将其减少到有问题的部分.基本上,我有一个"主机"Arduino和一个"漫游"Arduino无线通信.有多个流动站单元,但问题只发生在其中一个上.流动站有需要校准的电机,因此我的Motor命名空间中有静态变量来保存这些校准值.为了防止必须在源代码中更改这些值,每次我想要校准它时重新编译和重新加载,我使用无线系统允许主机在运行时将校准值发送到流动站.

这就是问题所在:在一个流动站上,如果我调用该ChangeSpeed方法,则值不会更新,但如果我直接修改变量,它们会更新.

让我强调它在五个流浪者中有四个可以正常工作.问题恰好发生在一个流动站上.上传到每个流动站的代码是相同的.

以下代码导致问题:

Motor.h:

namespace Motor
{
    static unsigned char left_speed = 0;
    static unsigned char right_speed = 0;

    void ChangeSpeed(unsigned char, unsigned char);
}

Motor.cpp:

void Motor::ChangeSpeed(unsigned char l_speed, unsigned char r_speed)
{
    left_speed = l_speed;
    right_speed = r_speed; 

    soft.println("Change speed: " + String(left_speed) + ", " + String(right_speed));
}

Main.cpp的:

void UpdateSpeedValuesBad(unsigned char l_speed, unsigned char r_speed)
{
    Motor::ChangeSpeed(l_speed, r_speed);
    soft.println("Motor write: " + String(l_speed) + ", " + String(r_speed));
}

void UpdateSpeedValuesGood(unsigned char l_speed, unsigned char r_speed)
{
    Motor::left_speed = l_speed;
    Motor::right_speed = r_speed;
    soft.println("Motor write: " + String(l_speed) + ", " + String(r_speed));
}

void ReturnSpeedValues()
{
    soft.println("Motor read: " + String(Motor::left_speed) + ", " + String(Motor::right_speed));
}

情况1:

在坏流动站上,主机调用UpdateSpeedValuesBad(5, 5),然后调用ReturnSpeedValues.输出是:

Change speed: 5, 5
Motor write: 5, 5
Motor read: 0, 0

案例2:

在坏流动站上,主机调用UpdateSpeedValuesGood(5, 5),然后调用ReturnSpeedValues.输出是:

Motor write: 5, 5
Motor read: 5, 5

案例3:

在好的流动站上,主机调用UpdateSpeedValuesBad(5, 5),然后调用ReturnSpeedValues.输出是:

Change speed: 5, 5
Motor write: 5, 5
Motor read: 5, 5

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我做了一些根本错误的事吗？我来自C#背景,所以C++对我来说很陌生.我不知道我是否正在做一些有不确定行为的事情.

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编辑:如果我把所有内容都推到一个文件中,它就可以了.一旦我将其分割成头文件和cpp文件,它才会失败.

Main.cpp的:

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial soft(9, 10);

namespace Motor
{
  static int left_speed = 0;

  void ChangeSpeed(unsigned char);
}

void Motor::ChangeSpeed(unsigned char l_speed)
{
  left_speed = l_speed;
  soft.println("Change speed: " + String(left_speed));
}

void setup()
{
  soft.begin(9600);

  soft.println("Before: " + String(Motor::left_speed));

  Motor::ChangeSpeed(5);
  soft.println("Bad attempt: " + String(Motor::left_speed));

  Motor::left_speed = 5;
  soft.println("Good attempt: " + String(Motor::left_speed));
}

void loop()
{
}

输出:

Before: 0
Change speed: 5
Bad attempt: 5
Good attempt: 5

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编辑2:我潜入装配,发现这是坏情况.它根据我是否调用ChangeSpeed或直接更新值使用不同的内存地址.任何人都知道为什么会这样？它是编译器错误还是不保证地址是相同的？

000000a8 <setup>:
{ 
    Motor::ChangeSpeed(5, 6);
  a8:   85 e0           ldi r24, 0x05   ; 5
  aa:   66 e0           ldi r22, 0x06   ; 6
  ac:   0e 94 5f 00     call    0xbe    ; 0xbe <_ZN5Motor11ChangeSpeedEhh>

    Motor::left_speed = 5;
  b0:   85 e0           ldi r24, 0x05   ; 5
  b2:   80 93 00 01     sts 0x0100, r24

    Motor::right_speed = 6;
  b6:   86 e0           ldi r24, 0x06   ; 6
  b8:   80 93 01 01     sts 0x0101, r24
}
  bc:   08 95           ret

000000be <_ZN5Motor11ChangeSpeedEhh>:

void Motor::ChangeSpeed( unsigned char l_speed, unsigned char r_speed )
{
    left_speed = l_speed;
  be:   80 93 02 01     sts 0x0102, r24
    right_speed = r_speed; 
  c2:   60 93 03 01     sts 0x0103, r22
  c6:   08 95           ret

Answer 1

您不应该将这些变量设为静态.静态全局变量意味着变量是编译单元的本地变量(通常.cpp是正在编译的文件),所以如果你在头文件中声明了静态变量并将该头文件包含在3个不同的.cpp文件中,这些文件是单独编译的,那么你将有3个独立版本的变量,每个.cpp文件一个.

相反,在头文件中将它们声明为

namespace Motor {
  extern unsigned char left_speed;
  extern unsigned char right_speed;

  void ChangeSpeed(unsigned char, unsigned char);
}

这告诉编译器某些文件将为这些变量提供定义并使用该公共共享定义.

然后,由于变量需要恰好定义一次(这称为一个定义规则),您应该将定义添加到Motor.cpp:

unsigned char Motor::left_speed = 0;
unsigned char Motor::right_speed = 0;

我选择Motor.cpp保留定义,因为这是ChangeSpeed函数定义的位置.

在C++中,static关键字与C#的工作方式大不相同.在类定义中使用时可能有些类似,但这就是相似性结束的地方.