《 C 语言的一些“骚操作”及其深层理解》之巧取数值的各位数码与 printf 的实质与使用技巧

一、取出数值的各位数码

在实际项目中，我们经常需要提取一个数值的某些位的数码，比如用数码管来显示数值或将一个数值转成字符串，都会涉及到这一操作。

那如何实现这一操作呢？虽然这个问题看似很简单，但提出这一问题的人还不在少数。请看下面的函数。

它的主要操作就是除法和取余。这个函数只是取出一个整型数各位的数码，那浮点呢？其实一样的道理，请看下面函数(我们默认整数与小数部分均取4位)。

有人说，我更喜欢用sprintf函数，直接将数值格式化打印到字符串里，各位数码自然就得到了。

没问题。但是在嵌入式平台上使用sprintf函数，通常代价是较大的。作为嵌入式工程师，一定要惜字如金，尤其是在硬件资源相对较为紧张的情况下。sprintf非常强大，我们只是一个简单的提取数值数码或将数值转为相应的字符串的操作，使用它有些暴殄天物。这种时候，我通常选择写一个小函数或者宏来自己实现。

二、printf的实质与使用技巧

上面说到spintf，那我们顺便提一下printf。printf是我们非常熟悉的一个入门级的标准库函数，每当我们说出计算机金句”Hello World!”时，其实无意中就提到了它：printf(“hello world!”);

它可以某种特定的格式、进制或形式输出任何变量、常量和字符串，为我们提供了极大的方便，甚至成为了很多人调试程序时重要的Debug手段。我们并不太了解printf函数的具体实现细节，并认为无需关心这些。但是在嵌入式中，我们就需要剖析一下它的实质了。

printf函数的底层是基于一个fputc的函数，它用于实现单个字符的具体输出方式，比如是将字符显示到显示器上，或是存储到某个数组中(类似sprintf)，或者是通过串口发送出去，甚至不是串口，而是以太网、CAN、I2C等接口。

以下是一个STM32项目中fputc函数的实现：

fputc中将ch通过USART1发出。这样，我们在调用printf的时候，相应的信息就会从USART1打印出来。

“上面你说的这些，我都知道，有什么新鲜的！”确实，通过串口打印信息是我们司空见惯的。那么下面的fputc你见过吗？

这个fputc将字符显示在了液晶上(同时维护了字符的显示位置信息)，这样当我们调用printf的时候，信息会直接显示在液晶上。

说白了，fputc 就是对数据进行了定向输出。这样我们可以把printf变得更灵活，来应对更多样的应用需求。

在振南经历的项目中，曾经有过这样的情况：单片机有多个串口，串口1用于打印调试信息，串口2与ESP8266 WIFI模块通信，串口3与SIM800 GPRS模块通信。3个串口都需要格式化输出，但是printf只有一个，这该怎么办？我们解决方法是，修改fputc使得printf可以由3个串口分时复用。具体实现如下。

在调用的时候，根据需要将us赋以不同的值，printf就归谁所用了。