Xử lý chuỗi trong Arduino

Giới thiệu

Ngôn ngữ lập trình Arduino được xây dựng dựa trên ngôn ngữ C, điều đó có nghĩa là bạn có thể sử dụng các thư viện của ngôn ngữ C một cách dễ dàng cho việc lập trình. Trong đó có thư viện string.h để làm việc với chuỗi. Ngoải ra, Arduino còn hỗ trợ cả đối tượng  String của C++. Hãy khám phá ngay!

Chuỗi là gì?

Chuỗi là một tập liên tiếp các ký tự. Ví dụ: "a bc  ", "123",... Các ký tự được phép sử dùng trong chuỗi của ngôn ngữ Arduino là gì?

Khai báo chuỗi trong Arduino

Các bạn có 2 cách:

• Như định nghĩa "Chuỗi là gì?" ở trên, ta có thể định nghĩa chuỗi là một mảng ký tự. Cách này tiết kiệm bộ nhớ hơn, nhưng đòi hỏi bạn phải linh động trong việc sử dụng các hàm trong thư viện string.h của ngôn ngữ C. Nhưng về cơ bản, theo mình nghĩ, thì nó chỉ hơi lạ so với việc khai báo một kiểu số nguyên hay số thực mà thôi.
• Sử dụng đối tượng String, cái này dễ hơn so với cách 1, nhưng yêu cầu nhiều bộ nhớ như vậy việc sử dụng chuỗi trên những bé vi điều khiển có dung lượng bộ nhớ flash nhỏ như ATTiny13 là điều không thể!

Trong phạm vi bài viết ngày hôm nay, mình chỉ giới thiệu về cách dùng chuỗi theo định nghĩa, còn cách sử dụng đối tượng String, bạn có thể vào thư viện để tham khảo rõ ràng hơn!

Những thao tác trên chuỗi cơ bản mà bạn cần biết

Có 3 thao tác trên chuỗi ký tự mà bạn cần nắm:  gán, nối và cắt chuỗi.

1. Gán

Để gán một chuỗi ký tự cho một biến chuỗi, chúng ta có 2 trường hợp:

• Khi khai báo biến chuỗi, ta đồng thời gán cho nó một chuỗi hằng luôn. Việc này rất đơn giản và đã được đề cập đến trong bài viết về chuỗi ký tự. Nếu bạn chưa biết, có thể tham khảo tại đây.
• Sau khi khai báo một chuỗi (có thể là chuỗi này chưa được gán giá trị như ở bước 1. Ví dụ: char c[10];) thì ta phải sử dụng hàm strcpy như trong ví dụ dưới đây.

#include <string.h>
char a[100] = "abc"; // Gán giá trị cho chuỗi a là "abc"
char b[] = "Arduino.VN - Cong dong Arduino Viet Nam";
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println(a);
  strcpy(a, "arduino.vn"); // Gán chuỗi a có giá trị là "arduino.vn"
  Serial.println(a);
  strcpy(a, b); // Gán chuỗi a có giá trị là chuỗi b
  Serial.println(a);
}
void loop() {
}

Kết quả trên Serial Monitor sẽ là

Cấu trúc hàm strcpy

strcpy(biến chuỗi cần được gán, giá trị chuỗi hoặc biến chuỗi);

Lưu ý: Không gian lưu trữ ở biến chuỗi cần được gán cần phải có đủ "dung lượng" (độ dài) để lưu giá trị chuỗi hoặc biến chuỗi.

Trong ví dụ trên, chuỗi a có độ dài tối đa là  99. Vì ký tự thứ 100 là ký tự cầm cân (null) ! Như vậy, nó đủ khả năng để lưu trữ các biến chuỗi!

2. Nối chuỗi

Không như các ngôn ngữ lập trình sử dụng các trình thông dịch, ngôn ngữ lập trình dùng trình biên dịch, như C hay Arduino đòi hỏi bạn bạn phải dụng hàm cho việc nối chuỗi. Và đó là hàm strcat

#include <string.h>

char b[] = " - Cong dong Arduino Viet Nam";
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  char a[100] = "arduino.vn"; // Gán giá trị cho chuỗi a là "arduino.vn"
  Serial.println(a);
  strcat(a, b); // nỗi chuỗi b vào sau chuỗi a
  Serial.println(a);
}
void loop() {
}

Cấu trúc hàm strcat

strcpy(biến chuỗi cần được nối, giá trị chuỗi hoặc biến chuỗi);

Lưu ý: Không gian lưu trữ ở biến chuỗi cần được nối cần phải có đủ "dung lượng" (độ dài) để lưu  thêm giá trị chuỗi hoặc biến chuỗi.

3. Cắt chuỗi

Có thể xem đây là thủ thuật quan trọng nhất trong việc xử lý chuỗi, vì với nó, bạn có thể xử lý mọi thao tác trên chuỗi  (trừ việc so sánh chuỗi nhé hehe).

Hãy xem ví dụ sau đây, trên từng dòng code mình có mô tả về ý nghĩa của hàm và cách ứng biến để xử dụng nó!

#include <string.h>
char a[100] = "Arduino.VN";
char b[] = " - Cong dong Arduino Viet Nam";
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println(a); // In ra chuoi A chua duoc bien doi
  strncpy(a, b + 3, 26); // gán vào chuỗi a là chuỗi được cắt từ vị trí thứ 3 lấy 26 ký tự tiếp theo của chuỗi b. Ở chỗ này, ta có thể đặt vượt độ dài có thể lấy của chuỗi, bạn hãy thử thay số 26 bằng số 50 thử xem
  a[26] = '\0'; // phải có dòng này nhé, để ngôn ngữ Arduino xem đây là một chuỗi, thay vì là một mảng ký tự
  Serial.println(a); // In ra chuoi "Cong dong Arduino Viet Nam"  
  strncpy(a, b + 3, 17);// tương tự như trên nhưng chỉ lấy 17 ký tự sau đó
  a[17] = '\0';
  Serial.println(a); // In ra chuoi "Cong dong Arduino"
}
void loop() {
}

Kết luận

Bây giờ, bạn có thể thao tác trên chuỗi, gần như bạn có thể làm mọi thông báo và xây dựng các câu lệnh (command) và truyên nó qua Serial.

Hãy sáng tạo hơn nhé hehe!