【雕爷学编程】Arduino 手册之指针运算符[]（下标运算符）_arduino []中括号是干什么的

什么是Arduino？
Arduino 是一款开源的电子原型平台，它可以让你用简单的硬件和软件来创建各种创意的项目。无论你是初学者还是专家，Arduino 都能为你提供无限的可能性。你可以用 Arduino 来控制传感器、灯光、马达、机器人、物联网设备等等，只要你能想到的，Arduino 都能帮你实现。

如果你想了解更多关于 Arduino 的信息，你可以访问 Arduino 的官方网站，那里有丰富的资源和教程供你参考。你也可以加入 Arduino 的社区，和来自世界各地的爱好者、学生、设计师和工程师交流心得和经验。此外，你还可以使用 Arduino 的在线编程工具，在云端编写代码并上传到你的开发板上。

Arduino 是一个不断发展和创新的平台，它有着广泛的应用领域和潜力。这里希望本手册能激发你对 Arduino 的兴趣和热情，让你享受 Arduino 带来的创造力和乐趣

维基百科的定义
Arduino 是一个开源嵌入式硬件平台，用来供用户制作可交互式的嵌入式项目。此外 Arduino 作为一个开源硬件和开源软件的公司，同时兼有项目和用户社群。该公司负责设计和制造Arduino电路板及相关附件。这些产品按照GNU宽通用公共许可证（LGPL）或GNU通用公共许可证（GPL）许可的开源硬件和软件分发的，Arduino 允许任何人制造 Arduino 板和软件分发。 Arduino 板可以以预装的形式商业销售，也可以作为 DIY 套件购买。

Arduino 2005 年时面世，作为意大利伊夫雷亚地区伊夫雷亚互动设计研究所的学生设计，目的是为新手和专业人员提供一种低成本且简单的方法，以建立使用传感器与环境相互作用的装置。初学者和爱好者可用Arduino制造传感器、简单机器人、恒温器和运动检测器等装置。

Arduino 这个名字来自意大利伊夫雷亚的一家酒吧，该项目的一些创始人过去常常会去这家酒吧。 酒吧以伊夫雷亚的 Arduin（Arduin of Ivrea）命名，他是伊夫雷亚边疆伯爵，也是 1002 年至 1014 年期间的意大利国王。

Arduino 系列电路板的设计大多使用 Atmel AVR 单片机。这些电路板配有一组数字和模拟I/O引脚，可以连接各种扩展板或面包板（Shields 扩展版)和其他电路。这些电路板具有串行端口，包括某些型号上的通用串行总线（USB），也用于从个人电脑加载程序。

软件编程方面，通常使用C/C++程序语言，官方提供了一个Arduino IDE用开发。除了使用传统的编译工具链之外，Arduino 项目还提供了一个基于 Processing 语言项目的集成开发环境。另外，一些少儿编程教育软件提供了对 Arduino 的可视化编程。

七、Arduino指针运算符
是用于操作指针的符号，指针是一种特殊的变量，它可以存储另一个变量的地址。指针运算符有以下几种：
&（引用运算符）：用于获取一个变量的地址，并赋值给一个指针。例如，如果x是一个变量，那么&x表示x的地址。
（解引用运算符）：用于获取一个指针所指向的变量的值，并赋值给另一个变量。例如，如果p是一个指针，那么p表示p所指向的变量的值。
->（箭头运算符）：用于访问一个指针所指向的结构体或类的成员。例如，如果p是一个指向结构体或类的指针，那么p->a表示p所指向的结构体或类的成员a。
[]（下标运算符）：用于访问一个数组或字符串的元素。例如，如果a是一个数组或字符串，那么a[i]表示a的第i个元素。实际上，a[i]等价于(a+i)，即先将a作为一个指针加上i，然后解引用得到元素。

4、[]（下标运算符）
是一种用于访问数组元素的运算符。它的一般形式为：

数组名[下标]

它的含义是：先通过数组名找到数组的起始地址，然后再根据下标计算出相应元素的地址，最后访问该元素的值。下标从0开始，表示第一个元素，依次递增，最大值为数组长度减1。

[]运算符的应用场景主要有以下几种：
1）当我们需要存储多个相同类型的数据时，我们通常使用数组来保存这些数据，然后通过[]运算符来访问数组中的每个元素。例如：

//定义一个整型数组，存储10个学生的成绩
int scores[10] = {90, 85, 92, 88, 95, 80, 76, 83, 91, 89};

//在setup函数中打印数组中每个元素的值
void setup() {
  //打开串口通信，波特率为9600
  Serial.begin(9600);
  
  //使用for循环遍历数组中的每个元素
  for (int i = 0; i < 10; i++) {
    //通过[]运算符访问第i个元素的值，并打印到串口监视器
    Serial.print("scores[");
    Serial.print(i);
    Serial.print("] = ");
    Serial.println(scores[i]);
  }
}

void loop() {
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

2）当我们需要使用字符串时，我们通常使用字符数组来存储字符串，然后通过[]运算符来访问字符串中的每个字符。例如：

//定义一个字符数组，存储一个字符串
char message[20] = "Hello, Arduino!";

//在setup函数中打印字符串中每个字符的ASCII码值
void setup() {
  //打开串口通信，波特率为9600
  Serial.begin(9600);
  
  //使用for循环遍历字符串中的每个字符
  for (int i = 0; i < 20; i++) {
    //通过[]运算符访问第i个字符，并打印其ASCII码值到串口监视器
    Serial.print("message[");
    Serial.print(i);
    Serial.print("] = ");
    Serial.println(message[i], DEC); //DEC表示十进制格式
  }
}

void loop() {
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

3）当我们需要使用二维数组时，我们通常使用两层[]运算符来访问二维数组中的每个元素。例如：

//定义一个二维整型数组，存储3行4列的数据
int matrix[3][4] = {{1, 2, 3, 4},
                    {5, 6, 7, 8},
                    {9, 10, 11, 12}};

//在setup函数中打印二维数组中每个元素的值
void setup() {
  //打开串口通信，波特率为9600
  Serial.begin(9600);
  
  //使用双重for循环遍历二维数组中的每个元素
  for (int i = 0; i < 3; i++) { //外层循环控制行数
    for (int j = 0; j < 4; j++) { //内层循环控制列数
      //通过两层[]运算符访问第i行第j列的元素，并打印到串口监视器
      Serial.print("matrix[");
      Serial.print(i);
      Serial.print("][");
      Serial.print(j);
      Serial.print("] = ");
      Serial.println(matrix[i][j]);
    }
    Serial.println(); //换行
  }
}

void loop() {
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27

[]下标运算符的注意事项主要有以下几点：
1）[]运算符只能用于数组名，不能用于普通变量。如果要访问普通变量的值，可以直接使用变量名。
2）[]运算符的优先级高于赋值运算符=，所以在给数组元素赋值时，不需要加括号。例如：scores[0] = 90;正确，scores[0] = 90;错误。
3）[]运算符的下标必须是整型或字符型的常量或变量，不能是浮点型或字符串型。例如：scores[0]正确，scores[0.5]或scores[“a”]错误。
4）[]运算符的下标不能越界，即不能超过数组的长度范围。例如：对于长度为10的数组scores，scores[9]正确，scores[10]或scores[-1]错误。

当在Arduino（C++）中使用下标运算符[]时，它通常用于访问数组或指针所指向的内存块中的特定元素。下面是三个实际运用程序案例，展示了[]运算符的使用：

1）访问数组元素（Accessing array elements）：

void setup() {
  int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};

  cout << "Element at index 2: " << arr[2] << endl;
  // 输出：Element at index 2: 3

  arr[3] = 10;
  // 将数组索引为 3 的元素设置为 10
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9

在上述示例中，我们使用下标运算符[]来访问数组arr中的特定元素。通过指定索引号，我们可以获取或修改数组中相应位置的值。

2）访问指针指向的内存块中的元素（Accessing elements in the memory block pointed by a pointer）：

void setup() {
  int* ptr = new int[5];  // 分配一个包含 5 个整数的内存块

  for (int i = 0; i < 5; i++) {
    ptr[i] = i * 2;  // 使用下标运算符设置内存块中的元素值
  }

  delete[] ptr;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9

在这个示例中，我们使用new运算符动态分配了一个包含 5 个整数的内存块，并将分配的内存地址存储在指针ptr中。然后，使用下标运算符[]来访问指针所指向的内存块中的特定元素。通过循环和递增索引，我们可以为内存块中的每个元素设置不同的值。

3）访问类对象中的数组成员（Accessing array members in a class object）：

class MyClass {
private:
  int numbers[5];

public:
  int& operator[](int index) {
    return numbers[index];
  }
};

void setup() {
  MyClass obj;
  obj[0] = 10;  // 使用下标运算符设置类对象中的数组元素值

  int value = obj[3];  // 使用下标运算符获取类对象中的数组元素值
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

在这个示例中，我们定义了一个名为MyClass的类，其中包含一个名为numbers的整数数组成员。我们重载了下标运算符[]，使得可以使用下标运算符来访问类对象中的数组元素。通过重载[]运算符，我们可以像操作数组一样操作类对象中的数组成员。

这些示例展示了下标运算符[]的实际应用。它可以用于访问数组元素、指针指向的内存块中的元素以及类对象中的数组成员。通过下标运算符，我们可以方便地获取和修改特定位置的元素值。