C ++対Arduino言語？

Arduinoを使用するときの各言語の利点は何ですか？

これは良い一般的な質問だと思いますが、誰かが私に助言を与えたいかどうか尋ねる理由について少し付け加えます。

私はJavaScript、PHPなどの前処理された言語の経験があり、JavaやVisual Basicなどの言語をいじっています。言い換えれば、私はプログラミング技術と古典的およびプロトタイプのオブジェクト指向の両方を知っていますが、ハードウェアと直接通信することについては何も知りません。

オクトコプターを作成していますが、オブジェクト指向のアプローチが最も簡単だと考えています。（ソフトウェアには非常に多くの機能があります...）しかし、私はC ++で書いたことはありません。

これは他の人を助けるはずのQ＆Aサイトであるため、冒頭に提示した一般的な質問のみが非常に重要ですが、私の状況についてコメントをいただければ幸いです。

教授としての私の個人的な経験（プログラミング、メカトロニクス）は、以前のプログラミング経験があり、OOPとしての概念を知っているなら、C / C ++に行く方が良いということです。arduino言語は初心者には本当に優れていますが、いくつかの制限があります（たとえば、すべてのファイルを同じフォルダーに置く必要があります）。そして、それは基本的にC / C ++の単純化です（実際にarduinoコードをC / C ++ファイルにコピーして貼り付けることができ、それは機能します）。また、Eclipseとしてよく知られている完全なIDEを使用することもできます。

http://playground.arduino.cc/Code/Eclipse

最初は、開発環境のセットアップと構成がもう少し必要ですが、私見では、他の言語の経験があるプログラマーにとっては価値があります。

いずれにしても、arduino言語とarduino IDEを数日間使用してarduinoハードウェアに慣れてから、実際にプロジェクトを開発するためにEclipseを使用してC / C ++に移行しても害はありません。

理論的に
は、実際にはArduino言語はありません。実際には、いくつかのドメイン固有のライブラリを備えた単なるC ++です。これらは、ハードウェアを制御するために呼び出すことができる機能など、さまざまな機能を追加します。これらの関数がなければ、すべてを制御するために特殊なレジスターを直接操作する必要があります。これが、組み込みプログラミングの通常のやり方です。速いですが、学ぶことも理解することも非常に困難です。

ライブラリーは、関数に加えて、一部のタイプの代替名を追加します。たとえば、booleanおよびbyteはC ++標準にはありません。ただし、これらはboolおよびに直接相当しunsigned charます。

これらすべてのことから、おそらく一般的なC ++コードをArduinoに簡単に直接移植できることがわかります。ただし、他の方法に戻るには、若干の編集が必要になる場合があります。

実際には...
すべてのことを述べましたが、Arduinoのプログラミングは一般的なC ++プログラミングとまったく同じではありません。ただし、多くの違いはすべての組み込みプログラミングに共通しています（メモリや処理能力の制限など）。

また、公式のArduino IDEを使用している場合は、コードのセットアップ方法にあらゆる種類の迷惑な癖と制限があることに注意してください。（私の知る限り）すべての場合に回避策がありますが、時にはかなりイライラすることがあります。

完全な柔軟性を得るには、サードパーティのIDE（Eclipseなど）とプラグインを使用してArduinoをサポートします。これにより、ArduinoライブラリとともにC ++のすべての利点が得られます。

Arduinoを使用する場合、C ++とArduino言語の利点は何ですか？私はJavaScript、PHPなどの前処理された言語の経験があり、JavaやVisual Basicなどの言語をいじっています。

まず、Arduinoコンパイラ/ IDEは、CおよびC ++をそのまま受け入れます。実際、ライブラリの多くはC ++で記述されています。基礎となるシステムの多くはオブジェクト指向ではありませんが、可能性はあります。

したがって、「The Arduino Language」はC ++またはCです。

C ++はガベージコレクションされません。スコープ内の変数を管理します-あなたが書いた場合：

int led = 13;

void blinkTimes(int value)
{
   int i;

   for(i=0;i<value;i++)
   {
      digitalWrite(led, HIGH);
      delay(1000);
      digitalWrite(led, LOW);
      delay(1000);
   }
}

そして、あなたはそれを見つけることができますledし、i関係なく、あなたが呼び出し回数、成長しないか、漏れませんblinkTimes。

iクラスであれば、関数が終了すると同様に破棄されます。したがって、new新しいオブジェクトを作成するためにメモリ割り当て関数などを使用していない限り、リークを心配する必要はありません。

巨大なクラスを作成し、深くネストされた関数でそれらの多くを使用する場合、メモリが不足する可能性がありますが、一般的にはnew、free関数を処理し始めるまで問題にぶつかることはありません。

を使用している場合は、適切なタイミングでnew電話deleteする必要があります。C ++、および拡張Arduinoには自動ガベージコレクションがないため、独自のメモリを明示的に管理する必要があります。

Arduino言語は C ++ですが、ほとんどのC ++の種類とは大きく異なります。Arduino言語には、特にハードウェアインターフェイスに多くの抽象化が組み込まれているため、非常に使いやすくなっています。Javaのバックグラウンドがある場合、CとC ++は非常に似ているはずです。

ArduinoとC ++の主な違いは、メモリストレージです。通常、最新のコンピューターには2GB以上のRAMがあり、Arduino Unoには2kB（100万倍少ない）があります。Arduinoは、コンピューターが使用する32ビット命令の代わりに8ビット命令も使用します。これは主に、変数に保存できる情報の量に影響します。

Arduinoの世界に慣れていない場合は、チュートリアルをご覧ください。多くの優れたチュートリアルがあります。

---更新170412
3年前、明確な「Arduino C ++」が存在するという観点から、元の回答を書きました。IDEで使用される言語はあるそれはGNU C ++コンパイラによって実装されているため、標準C ++。「明らかな」違いは、IDEがいくつかの＃includes、f / exを埋めることによって、言語の初心者がいくつかの「落とし穴」を避けるのを助けるためにいくつかの前処理を行うために忍び込みます。しかし、あなたは-そして私が-正しいC ++を書いて、あなたが期待するものを手に入れることができます。
---更新を終了

C ++言語機能の使用は、実装を完全に理解しているものに限定してください。ソースコードを読むことから明らかなよりも多くのリソースを消費するコードにコンパイルする機能がいくつかあります。オプションで生成された.lss（マージされたソースとアセンブリ）のリストは、C ++コンパイラが見ていなかったときに何をしたかについての良い洞察を与えてくれます。

メモリに関する質問：C ++はガベージコレクションを行いません。CやC ++のようなスタックベースの言語は、関数のエントリ時に自動変数用のスタックに一時的なストレージを割り当て、関数が戻ると解放されますが、これは本当のガベージコレクションではありません。ヒープメモリまたはグローバルメモリに作成されたオブジェクトは、明示的に削除するまで存続します。さまざまな種類のオブジェクトがどこで、いつ、どのくらいの期間作成されるかを確認してください。あなたは本当にあなたのコードnew-ingとdelete-ingオブジェクトを自由に欲しくありません。それらはヒープメモリに構築され、それを断片化し、スタックに成長させます。それはあなたのコード-そしてあなたの素敵な「ヘリコプター」がクラッシュするときです。

Cは、それがあまりを行うことができますので、あなたのためにあまりありませんに君を。それは悪い選択ではありません。いくつかのC ++の機能を備えたCは、追加機能を慎重に選択すれば、さらに優れた選択肢になります。

[元の回答]-C ++は標準化された言語です。組み込みシステムを含む多くの環境で広く展開されているため、「Arduino」である非常によく似たC ++言語よりも徹底的にテストされています。これは、あなたが計画しているようなミッションクリティカル/セーフティクリティカルなアプリケーションにとって特に重要です。クラッシュしたコードとは、ヘリコプターがクラッシュしたことを意味し、たとえそれが誰かを傷つけないとしても、高価なマシンを壊します。

• 標準であるため、C ++は移植可能です。プロセッサをアップグレードする必要がありますか？シリコン固有のコード以外はすべて新しいものに移植されます。ツールセット、開発システム、ホストOSを変更する必要がありますか？C ++はどこでもサポートされます。Arduino IDEはJavaがサポートされている場所であればどこでも実行できますが、Arduino C ++を使用する唯一のツールであり、非常に限られたツールです。Eclipse、AVRツールを使用する場合、コマンドラインで裸足で行く、Emacs内で開発する、またはその他の好みの環境であれば、標準C ++がサポートされます。

• Arduino IDEは、あなたの背後にあることを行います。具体的には、.hファイルが必要だと思われるときに#hをインクルードします。たとえそれが正しいとしても、コンパイラーが目にするすべてのものを実際に書きたい、または少なくとも見て理解したいのです。プログラミング言語はコンピューター用に作られていません（コンピューターは朝食に少し食べます）。彼らは人々、特にプロジェクトであなたをフォローしている人々のために作られています。最も重要なのは...あなたです！モジュールを書いてから6ヶ月後、あなたはそれを強化するために戻ってくる必要がありますおそらく修正してください。あなたは本当にコンパイラが見るものすべてを見たいと思っています。

私の経験では、メモリが限られているマシンで実行する場合は、新規を避けて削除することが最善です。

• メモリ管理自体は、貴重なプログラムとRAMスペースを使用します
• ISRベクトルは、コンパイル時に設定されます。クラスインスタンスが実行時にISRを要求することは困難です（不可能ですか？）
• 一般に、コンパイル時に、必要なクラスインスタンス（たとえば、3ボタンデバウンサー、ディスプレイドライバー、2行ディスプレイドライバー）がわかります。
• 新規または削除を使用すると、メモリ管理により未知の遅延が発生します。

動的なインスタンスの構築と破棄を使用することが正当化される場合もありますが、それらはまれであると思われます。

いくつかの回答で述べたように、一般に組み込みシステムをプログラミングしている場合、独自のメモリヒープを管理していて、オブジェクトのライフサイクルがどうなるかを本当に知っている場合を除き、newを避ける必要があります。静的割り当てまたはスタック変数ははるかに安全です。とはいえ、関数の持続時間に割り当てられた可変長バッファのようなものを管理するための一般的なトリックの1つは、コンストラクタでnewを呼び出すオブジェクトである自動変数（スタック上）を持ち、デストラクタに削除を置くことですそのため、オブジェクトがスコープ外に出ると、バッファはヒープに解放されます。繰り返しますが、これは通常、小さなマイクロでは限られた用途ですが、覚えておくと良いパターンです。

上記のコメントに加えて、Arduinoボード上で動作するRAM、特にUno（および同じマイクロコントローラを共有する他のデバイス）のRAMの問題をさらに強調したいと思います。最近、32x32 LEDマトリックスで実行する簡単なSpace Invadersゲームを作成しましたが、メモリ不足が原因で問題が繰り返し発生しました。

Unoには2048バイトのRAMしかありません。私のマトリックスのライブラリーはその4分の3以上を占め、ゲーム用に約400バイトを残しました。ある時点でプロジェクトを「アップグレード」して、より強力なDueに基づいて同じプログラムで複数のゲームを実行することが目的なので、OOプリンシパルと多くのクラス継承を使用してコードを設計しました。（ゲームクラスは仮想更新と描画呼び出しで継承され、ゲームエンティティはすべて継承されました）。

侵略者を追加するだけで、メモリ不足になりました。メンバー変数をビットフィールド化することでメモリを節約しようとしましたが、シールドオブジェクトを追加するときに再び使い果たしました。もう少しこすった後、爆弾/弾丸を追加しました。この時点で、コードを精査し、すべての「仮想」タグを削除しました（クラスプロトタイプはすべてVisual Assistスニペットから構築され、デストラクタはすべて自動的に仮想化されます）。これにより、メモリ使用量がすぐに半分になり、コードを完了できるように十分に解放されました。

要するに、最終的な結果は、実際にはC ++機能を一切使用しないC ++コードです。同様に、Cにこだわり、メモリ使用量を非常によく知っているかもしれません。2KBを超えると何の助けも得られません-特に動的割り当てを使用している場合、コードは動作を停止し、メモリオーバーフローの可能性を考慮するまでしばらく頭をひっかきます。

PS-ビットフィールド変数は悪いです。ひどい。処理のオーバーヘッドを追加することとは別に、ゲームに新しい状態を追加する回数を追跡できませんでしたが、コードが実行されず、理由を理解できませんでした。状態変数の幅が新しい状態値を保持するのに十分ではなかったため、予期しない状態が発生していました。

Arduino言語は C ++です（通常、組み込みシステムのマイクロコントローラの世界では実際にかなり一般的な「クラスのあるC」のようなスタイルで実装されます）。物語の終わり。すでに別の言語だと思っている人には十分です！g ++コンパイラを使用します。

証明：

環境設定でコンパイル中に詳細な出力を有効にしてアップロードすると、これらの行を読むだけで多くを学ぶことができます。

追加の洞察は次のとおりです。

私自身の言葉：

Arduinoコードは C ++です。Arduino コア関数は、使用できるC ++クラスとライブラリのセットです。GNU gcc / g ++コンパイラを使用して構築およびコンパイルされます。setup（）関数とloop（）関数は、必須のmain（）関数に配置されるだけです（実際には、このファイルはC ++ソースファイルである「main.cpp」であることに注意してください）。有効なC ++プログラムであることを確認するための前処理（例：すべての関数プロトタイプ[別名：宣言]をスキャンして、プロトタイプが後で.inoファイルに含まれていても関数を使用できるようにします）。ただし、Arduinoの多くは「Cスタイル」で記述されて# extern "C" {}いるため、C ++を防ぐために中括弧が必要です。"name-mangling"（"name decorating / name decoration"とも呼ばれます）関数は、ATmega328および他のAVRアーキテクチャマイクロコントローラーのC実装であるAVR-libcによって実装されるC関数を呼び出します。

Arduinoの言葉：

" ArduinoボードをCでプログラムできますか？
実際、あなたはすでにそうなっています; Arduino言語は、コードから呼び出すことができるC / C ++関数のセットにすぎません。スケッチは小さな変更（関数プロトタイプの自動生成など）を受けますそして、C / C ++コンパイラ（avr-g ++）に直接渡されます。avr-g++でサポートされるすべての標準CおよびC ++コンストラクトはArduinoで動作するはずです。詳細については、Arduinoビルドプロセスのページを参照してください。

ソース：https : //www.arduino.cc/en/Main/FAQ#toc13

Arduinoライブラリと純粋なCまたはC ++ を使用する場合

したがって、物事を単純化する場合はArduino言語を使用し、さらに専門化が必要な場合は独自の関数を作成します。コードを書くために、IDEからすばやく離れることをお勧めします。コンパイルに使用するだけです。「外部エディター」を使用するようにIDE設定を設定します。次に、Sublime Text 3、Atom、Visual Studio Code、またはEclipse CDTなどのプロのソースコードエディター/ IDEを使用してコードを記述します。その後、クリックしてArduino IDEに戻り、コンパイルしてアップロードできます。Eclipseを使用する場合は、Eclipseでそれを行う方法があります（他の回答を参照し、ArduinoプレイグラウンドEclipseの記事も参照してください）。これらの手法の使用も検討してください。