Lekce 19
Sedmisegmentový LED zobrazovač

Logická výstavba programu, přehlednost a rozsah kódu

Výše uvedený kód funguje, to je asi to, co by nás jako programátory mělo v prvé řadě zajímat. Otázkou je, zda výše uvedený kód programu je skutečně tím nejlepším řešením. Konkrétně při pohledu na předešlý kód nás určitě musí ohromit jeho neskutečný rozsah. Je to způsobeno tím, že program je napsán pro oba typy LED zobrazovačů, tedy CC i CA, tedy všechny podprogramy digital_0, digital_1, …, digital_9 obsluhují veškeré nastavení LED segmentů dvakrát (jednou pro CA, podruhé pro CC). Navíc je zde pro každou zobrazovanou číslici založen speciální podprogram. To také celkový rozsah kódu zvětší. Protože tvorba programů není jen o vytvoření funkčního kódu, což se nám teď již povedlo, ale i o jeho jednoduchosti a určité univerzálnosti, zkusíme původní rozsáhlý kód programu předělat.

Kdyby se nám podařilo vyřešit odsluhu jednotlivých segmentů LED zobrazovače jedním obecným podprogramem, mohli bychom kód podprogramů digital_0, digital_1, …, digital_9 buď výrazně zjednodušil, nebo dokonce zcela vynechat. Prvním pokusem o zjednodušení programu tedy bude redukce příkazových bloků v podprogramech digital_0, digital_1, …, digital_9. Vytvoříme si univerzální podprogram Rozsvit, který bude mít vstupní parametry a, b, c, d, e, f, g a dp, do kterých se bude zadávat, který ze segmentů (a–dp) má být rozsvícen. Pochopitelně podprogram Rozsvit bude řešit i to, zda je použit zobrazovač CC nebo CA. Tím nebude třeba testovat typ zobrazovače v podprogramu každé zobrazené číslice. Úsporu kódu, zejména v podprogramech digital_0, digital_1, …, digital_9, uvidíme v následujících ukázkách kódu. Jako první je pochopitelně uveden kód podprogramu Rozvit, ve kterém dle vstupních parametrů a–dp dojde k rozsvícení daných LED segmentů (a–dp).

Pochopitelně je v kódu podprogramu Rozvit rozdělen podle typu nastaveného zobrazovače. Je škoda, že prostředí mBlock ve svých standardních programových blocích nemá možnost zapsat na digitální výstup hodnotu proměnné, pak by bylo možné kód podprogramu Rozvit zredukovat ještě na polovinu.

Máme-li podprogram Rozsvit, můžeme všechny podprogramy digital_0, digital_1, …, digital_9 nyní napsat jen pomocí podprogramu Rozsvit s příslušnými parametry. Jejich kód se tím výrazně zjednoduší.

A na závěr opět hlavní program a podprogram clear, které zatím nezaznamenaly žádnou změnu:

2. ÚPRAVA

V porovnání s předchozí verzí programu je jasně vidět, jak se těla podprogramů digital_0 až digital_9 díky použití podprogramu Rozsvit výrazně zredukovaly. Skoro by se dalo říci, že je otázkou, zda je nutné pro tak jednoduché operace (smaž segmentovku a rozsviť zadané segmenty) mít kód rozdělen na deset podprogramů. Toto je jistě správná úvaha a ještě ji využijeme nadále. Abychom tuto optimalizaci tedy posunuli dále, zkusíme všechny tyto podprogramy nahradit jedním společným. Vytvoříme si podprogram, který by měl nahradit všech deset podprogramů digital_0 až digital_9. Tento „univerzální“ podprogram, pojmenujme ho například digital, bude mít vstupní parametr určující číslici, která se má zobrazit a dle toho bude volat podprogram Rozsvit – stejně jako to doteď dělaly podprogramy digital_0 až digital_9.

Kód podprogramu digital bude vypadat následujícím způsobem. Vstupní parametr cislice určuje číslici, která má být zobrazena – vlastně tím říká, zda má podprogram digital být použit jako digital_0 … nebo digital_9.

Výhodou podprogramu digital je i to, že díky jeho vstupnímu parametru jej můžeme volat pomocí proměnné. Není třeba ji tedy v programovém kódu volat desetkrát za sebou, jako to bylo při volání podprogramů digital_0 … nebo digital_9. Tím, že je možné vstupní parametr předávat pomocí proměnné hod, jejíž hodnota se může postupně zvyšovat z hodnoty 0 na hodnotu 9, je možné tento podprogram volat opakovaně v programové smyčce. Celkový program lze tedy tímto způsobem přepsat. Tím se tedy zredukuje i hlavní kód.

FINÁLNÍ KÓD

Celkový program (včetně všech podprogramů) bude vypadat následujícím způsobem:

Porovnejme rozsah původního kódu programu, kde jsme postupně volali deset různých podprogramů, s poslední verzí, kde je v cyklu s deseti kroky opakovaně volán univerzální podprogram s rozdílným parametrem. Je pravda, že i nyní je rozsah upraveného programu poměrně veliký, ale v porovnání s první verzí je zde výrazný rozdíl.

Tento příklad optimalizace programového kódu nám v tomto konkrétním případě měl ukázat, jak je vhodné u složitějších projektů nejdříve celý program řádně promyslet, pak zvolit „taktiku“ obecnějšího využití podprogramů a nakonec stejně celý program několikrát předělat. 😉 Nevěříte? Tak se podívejte na popis programu v následující lekci, tam je popsána ještě jedna úprava zde použitých dvou základních podprogramů („digital“ a „Rozvit“) pro obsluhu LED zobrazovače. A jistě by se našlo další vylepšení i tam.