Arduino面向对象编程基础

article/2025/9/22 23:21:08

面向对象编程基础

1.基础概论

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面向对象三大特征：继承、封装、多态
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2.简单的类和对象

案例：创建Led类
案例01：感受构造函数与析构函数的功能

class Led {public :Led(); //构造函数声明，初始化对象，在创建对象的时候自动执行~Led();//析构函数。清除对象，在对象清除前自动执行
};
Led:: Led(){//构造函数
Serial.println("Led Object Created");
pinMode (2,OUTPUT);
}Led::~Led(){加粗样式Serial.println("Led Object Deleted");}
void setup() {Serial.begin(9600);Led myLed;//创建一个Led对象,与创建变量类似Serial.println("Hellow, this is function of setup");}void loop() {}

案例02：感受类的设计与应用

class Led {public : //公共：可以通过类创建对象，然后通过对象调用。
//  private : 私有，只能在类内部调用，不能通过对象调用。
//构造函数与析构函数，属于特殊函数，不能被对象调用，而是在对象创新与消失时自动执行。Led(); //声明构造函数，对象一旦创建就会调用构造函数~Led();//声明细析函数。在对象被删除前执行void on();//声明成员函数（功能函数），函数功能：点亮Led灯void off();//声明成员函数（功能函数），函数功能：熄灭Led灯};
Led:: Led() { //构造函数Serial.println("Led Object Created");pinMode (2, OUTPUT);
}Led::~Led() {Serial.println("Led Object Deleted");
}void Led:: on() {digitalWrite(2, HIGH);Serial.println("Led is on");
}
void Led:: off() {digitalWrite(2, LOW);Serial.println("Led is off");
}void setup() {Serial.begin(9600);Led myLed;//创建一个Led对象,与创建变量类似Serial.println("Hellow, this is function of setup");myLed.on();//调用Led类中的on函数delay(1000);myLed.off();//调用Led类中的off函数delay(1000);
}void loop() {}

案例03 多构造函数理解

class Led {public : //公共：可以通过类创建对象，然后通过对象调用。//  private : 私有，只能在类内部调用，不能通过对象调用。//构造函数与析构函数，属于特殊函数，不能被对象调用，而是在对象创新与消失时自动执行。Led(); //声明构造函数，对象一旦创建就会调用构造函数Led(int uesrLedPin);~Led();//声明细析函数。在对象被删除前执行void on();//声明成员函数（功能函数），函数功能：点亮Led灯void off();//声明成员函数（功能函数），函数功能：熄灭Led灯int ledPin = 2;//默认ledPin等于2，即创建对象没有参数输入时，默认控制2号引脚};
Led:: Led() { //构造函数Serial.println("Led Object Created");pinMode (ledPin, OUTPUT);
}
//Led::Led(int uesrLedPin):ledPin(uesrLedPin){//该语句表示参数传递，功能与ledPin = uesrLedPin相同
Led::Led(int uesrLedPin) {Serial.println("Led Object Created");ledPin = uesrLedPin;//参数传递pinMode(ledPin, OUTPUT);
}Led::~Led() {Serial.println("Led Object Deleted");
}void Led:: on() {digitalWrite( ledPin , HIGH);Serial.println("Led is on");
}
void Led:: off() {digitalWrite( ledPin , LOW);Serial.println("Led is off");
}void setup() {Serial.begin(9600);Led myLed;//创建一个Led对象,与创建变量类似Led myLed2(7);Serial.println("Hellow, this is function of setup");myLed.on();//调用Led类中的on函数myLed2.on();//调用Led类中的on函数delay(1000);myLed.off();//调用Led类中的off函数myLed2.off();delay(1000);
}void loop() {}

3.类的封装

将类的设计制与使用者分离，将类中重要的成员通过private 修饰封装起来，不允许对象随意调用，然后在类的共有成员内部设置get 函数和set函数，通过get函数和set函数访问private修饰的私有成员。然后再通过对象调用get和set函数来访问私有成员。
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案例3.1封装后

class Led {public : //公共成员：可以通过类创建对象，然后通过对象调用。//  private : 私有，只能在类内部调用，不能通过对象调用。//构造函数与析构函数，属于特殊函数，不能被对象调用，而是在对象创新与消失时自动执行。Led(); //声明构造函数，对象一旦创建就会调用构造函数Led(int uesrLedPin);~Led();//声明细析函数。在对象被删除前执行void on();//声明成员函数（功能函数），函数功能：点亮Led灯void off();//声明成员函数（功能函数），函数功能：熄灭Led灯int getLedPin();//封装接口，通过该函数获得私有成员void setLedPin(int userLed);//封装接口，通过该函数修改私有成员private ://私有成员：只能在类内部调用int ledPin = 2;
};
Led:: Led() { //构造函数Serial.println("Led Object Created");pinMode (ledPin, OUTPUT);
}
//Led::Led(int uesrLedPin):ledPin(   ){//该语句表示参数传递，功能与ledPin = uesrLedPin相同
Led::Led(int uesrLedPin) {Serial.println("Led Object Created");ledPin = uesrLedPin;//参数传递pinMode(ledPin, OUTPUT);
}Led::~Led() {Serial.println("Led Object Deleted");
}void Led :: on() {digitalWrite( ledPin , HIGH);Serial.println("Led is on");
}
void Led :: off() {digitalWrite( ledPin , LOW);Serial.println("Led is off");
}
int Led :: getLedPin(){return ledPin;}void Led :: setLedPin(int userLedPin){ledPin = userLedPin;pinMode(ledPin,OUTPUT);}
void setup() {Serial.begin(9600);Led myLed;//创建一个Led对象,与创建变量类似myLed.setLedPin(3);//通过接口改变私有变量ledPinint myLedPin = myLed.getLedPin();//通过接口改变私有变量ledPinSerial.print("myLedPin=");Serial.println(myLedPin);/*int myLedPin2 = myLed.ledPin;tg */
}void loop() {}

4.类的分文件管理

4.1 新建 .h文件

在这里插入图片描述
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输入Led.h，点击’'好“，然后Ctrl+S保存。Led.h文件保存类的声明部分。


/*存放类的声明*/
#ifndef _LED_H_  //理解为if not define ,即如果 _LED_H_没有被定义则执行下面的语句直到endif为止,用于保证类程序只被编译一次。
#define _LED_H_#include <Arduino.h>
class Led {public : //公共成员：可以通过类创建对象，然后通过对象调用。//  private : 私有，只能在类内部调用，不能通过对象调用。//构造函数与析构函数，属于特殊函数，不能被对象调用，而是在对象创新与消失时自动执行。Led(); //声明构造函数，对象一旦创建就会调用构造函数Led(int uesrLedPin);~Led();//声明细析函数。在对象被删除前执行void on();//声明成员函数（功能函数），函数功能：点亮Led灯void off();//声明成员函数（功能函数），函数功能：熄灭Led灯int getLedPin();void setLedPin(int userLed);private ://私有成员：只能在类内部调用int ledPin = 2;
};
#endif

#ifdef与#ifndef详解

#ifdef与#ifndef语句起始于#ifdef与#ifndef，终于#endif。

#define DEBUG
void setup() {Serial.begin(9600);
#ifdef DEBUG  // 可以理解为if define  
//如果DEBUG被宏定义了，则执行以下语句直到#endifSerial.println("DEBUG Defined");
#endif#ifndef DEBUG// 可以理解为if not define  
//如果DEBUG没有被宏定义了，则执行以下语句直到#endifSerial.println("DEBUG NOT Defined");
#endif
}
void loop() {
}

4.2 .cpp文件

重复上面步骤新建一个窗口
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Led.cpp存放类的成员部分。

/*存放类的具体成员*/#include "Led.h"
Led:: Led() { //构造函数Serial.println("Led Object Created");pinMode (ledPin, OUTPUT);
}
//Led::Led(int uesrLedPin):ledPin(uesrLedPin){//该语句表示参数传递，功能与ledPin = uesrLedPin相同
Led::Led(int uesrLedPin) {Serial.println("Led Object Created");ledPin = uesrLedPin;//参数传递pinMode(ledPin, OUTPUT);
}Led::~Led() {Serial.println("Led Object Deleted");
}void Led :: on() {digitalWrite( ledPin , HIGH);Serial.println("Led is on");
}
void Led :: off() {digitalWrite( ledPin , LOW);Serial.println("Led is off");
}
int Led :: getLedPin(){return ledPin;}void Led :: setLedPin(int userLedPin){ledPin = userLedPin;pinMode(ledPin,OUTPUT);}

5 继承

类的声明 .h文件

/*存放类的声明*/
#ifndef _LED_H_  //理解为if not define ,即如果 _LED_H_没有被定义则执行下面的语句直到endif为止
#define _LED_H_#include <Arduino.h>
class Led {public : //公共成员：可以通过类创建对象，然后通过对象调用,可以被继承。//  private : 私有，只能在类内部调用，不能通过对象调用。//构造函数与析构函数，属于特殊函数，不能被对象调用，而是在对象创新与消失时自动执行。Led(); //声明构造函数，对象一旦创建就会调用构造函数Led(int uesrLedPin);~Led();//声明细析函数。在对象被删除前执行void on();//声明成员函数（功能函数），函数功能：点亮Led灯void off();//声明成员函数（功能函数），函数功能：熄灭Led灯int getLedPin();void setLedPin(int userLed);private :   //私有成员：只能在类内部调用，不能被继承int ledPin = 2;
};
/***************继承*************//public：可以被对象调用，可以继承，可以在类内部调用//protected：不能被对象调用，可以继承，可以在类内部调用//private：不能被对象调用，不能被继承，只能在类内部调用//class pwmLed :private :Led{//将父类公共成员继承来作为自己的私有成员//class pwmLed :protected :Led{//将父类公共成员继承来作为自己的半公共成员,可以被子类继承，但不能被对象调用。
****/
class pwmLed : public  Led { //将父类公共成员继承来作为自己的公共成员public:void on(int user_pwm_val);//函数重载：覆盖了父类的on()函数,on()函数将不能在子类中使用int get_pwm_val();//封装接口获取pwm的值private:int pwm_val = 0;};#endif

类成员。.cpp文件

/*存放类的具体成员*/#include "Led.h"
Led:: Led() { //构造函数Serial.println("Led Object Created");pinMode (ledPin, OUTPUT);
}
//Led::Led(int uesrLedPin):ledPin(uesrLedPin){//该语句表示参数传递，功能与ledPin = uesrLedPin相同
Led::Led(int uesrLedPin) {Serial.println("Led Object Created");ledPin = uesrLedPin;//参数传递pinMode(ledPin, OUTPUT);
}Led::~Led() {Serial.println("Led Object Deleted");
}void Led :: on() {digitalWrite( ledPin , HIGH);Serial.println("Led is on");
}
void Led :: off() {digitalWrite( ledPin , LOW);Serial.println("Led is off");
}
int Led :: getLedPin() {return ledPin;
}void Led :: setLedPin(int userLedPin) {ledPin = userLedPin;pinMode(ledPin, OUTPUT);
}void pwmLed:: on(int user_pwm_val) {pwm_val = user_pwm_val;analogWrite(getLedPin(), pwm_val);
}int pwmLed:: get_pwm_val() {return  pwm_val;
}

对象创建于应用

# include "Led.h"pwmLed myPwmLed;
void setup() {Serial.begin(9600);myPwmLed.setLedPin(3);int myPwmLedPin = myPwmLed.getLedPin();Serial.print("myPwmLedPin =");Serial.println(myPwmLedPin );}void loop() {for(int i=0;i<255;i++){myPwmLed.on(i);Serial.print("myPwmLed.get_pwm_val()in =");Serial.println(myPwmLed.get_pwm_val() ); delay(10);}}

6Arduino库的建立。

0.新建两个案例程序

1.arduino程序文件打开文件夹并新建example文件夹
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2.在examples文件夹下新建与案例同名的文件夹并在文件夹下设计案例程序。在这里插入图片描述
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3.新建关键字高亮文本文件txt并命名为keywords.txt并保存在库文件夹下

在这里插入图片描述

# 井号为注释，解释说明 
#class (KEYWORD1)   关键词1 即颜色1 高亮类名
Led	KEYWORD1
pwmLed	KEYWORD1#function and method (KEYWORD2) 关键词2 即颜色2 高亮类的成员（或方法）
on	KEYWORD2
off	KEYWORD2
getLedPin	KEYWORD2
setLedPin	KEYWORD2

4.压缩库文件为zip格式
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5.重启arduino_IED,在项目中加载库，选择添加zip库，找到刚才的压缩文件直到IDE下方显示 ：库已经添加，请检查”导入库“菜单
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表示库文件添加成功
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