如何消灭if_else屎山代码？

无际单片机编程

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文 | 无际（微信:2777492857）
全文约3036字，阅读大约需要 10 分钟
说起“if/else屎山代码”，相信很多工程师都有一肚子苦水要吐，包括我。
           
以前做过一个项目，客户老是改需求，那会水平有限，全是if/else，没有任何架构可言，每次改这里，那里就出问题，让我直呼救命!这啥玩意儿？？

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屎山代码不仅是个技术问题，更是心理折磨！维护难、debug苦、怕改需求。
           
身为工程师，必须找到优雅的办法，把代码变清晰，把"屎山"变"金山"。
           
经过这么多年产品的锤炼，我钻研出了一些招数，也想分享给你，别再走我的老路。
           
一、"屎山"代码的起源
咱们先得搞清楚，这堆“屎山”到底是怎么堆起来的。说白了，就是代码里的if-else用得太多太乱。
           
单片机开发里，咱们经常要处理硬件状态、传感器数据，还有各种业务逻辑。比如，温度高了开风扇，湿度大了开除湿器，逻辑稍微复杂一点，if-else就一层套一层，代码瞬间变成一团乱麻。   
           
想象一下，你打开一个项目文件，屏幕上全是if-else-if-else，分支多得数不过来，改一行代码得小心翼翼，生怕哪里崩了。
           
调试的时候，bug不知道藏在哪个角落，找起来费时费力，如果领导催得急，心态直接爆炸。
           
这种代码不仅让人效率低下，还严重影响心情。你也不想每天对着这堆东西，一边debug一边在心里吐槽自己吧？
           
其实，这种问题不只是单片机开发里有，任何需要处理多条件判断的场景都可能遇到。但在单片机里尤其突出，因为资源有限、硬件交互频繁，一个不留神，代码就失控了。
           
二、用状态机把逻辑理顺
第一个招数，叫状态机。听起来有点高级，其实没那么玄乎。
           
简单来说，就是把系统的状态定义清楚，然后根据当前状态和输入，决定下一步干什么。
           
这种方法特别适合有明确状态转换的场景，比如温控系统、按键处理、通信协议啥的。
           
假设咱们在做一个温控系统，要根据温度和湿度控制风扇和加热器。传统的if-else写法可能是这样：   

if (temperature > 30) {    if (humidity > 60) {        turnOnFan();        turnOnHeater();    } else {        turnOnFan();    }} else if (temperature > 25) {    if (humidity > 50) {        turnOnFan();    }} else {    turnOffFan();    turnOffHeater();}
这代码看着就晕，嵌套得让人眼花缭乱。咱们用状态机改一下：

// 定义状态枚举typedef enum {    HIGH_TEMP_HIGH_HUM,  // 高温高湿    HIGH_TEMP_LOW_HUM,   // 高温低湿    NORMAL               // 正常状态} SystemState;// 全局状态变量volatile SystemState currentState = NORMAL;// 硬件控制函数（单片机风格）void turnOnFan() {    PORTB |= (1 // 开启风扇}void turnOffFan() {    PORTB &= ~(1 // 关闭风扇}void turnOnHeater() {    PORTB |= (1 // 开启加热器}void turnOffHeater() {    PORTB &= ~(1 // 关闭加热器}// 更新状态void updateState(uint8_t temperature, uint8_t humidity) {    if (temperature > 30 && humidity > 60) {        currentState = HIGH_TEMP_HIGH_HUM;    } else if (temperature > 25) {        currentState = HIGH_TEMP_LOW_HUM;    } else {        currentState = NORMAL;    }}// 系统控制void controlSystem() {    switch (currentState) {        case HIGH_TEMP_HIGH_HUM:            turnOnFan();            turnOnHeater();            break;        case HIGH_TEMP_LOW_HUM:            turnOnFan();            turnOffHeater();            break;        case NORMAL:            turnOffFan();            turnOffHeater();            break;    }}// 主函数int main(void) {    DDRB |= (1 1 // 配置PB0和PB1为输出    uint8_t temp = 0, hum = 0;    while (1) {        temp = readTemperature();  // 假设的温度读取函数        hum = readHumidity();      // 假设的湿度读取函数        updateState(temp, hum);        controlSystem();    }}
你看，改完之后是不是清爽多了？状态定义得明明白白，每个状态的逻辑都集中在一起，改起来也方便。
           
想加个新状态，直接加个case就行，完全不用翻那堆if-else。而且在单片机里，咱们用volatile修饰状态变量，防止中断干扰，硬件控制直接操作GPIO，非常贴合实际开发。
           
三、用查表法干掉判断
第二个招数，叫查表法。顾名思义，就是用表格（比如数组）把条件和对应的操作存起来，省得写一堆if-else。
           
这种方法特别适合处理固定数量的条件或命令，比如串口命令解析、事件处理啥的。
           
假设咱们在做一个命令解析器，要根据串口收到的命令码调用不同函数。传统的if-else可能是这样：

if (command == 0x01) {    functionA();} else if (command == 0x02) {    functionB();} else if (command == 0x03) {    functionC();}
这代码看着就烦，命令一多就彻底乱了。咱们用查表法改一下：

// 函数指针类型typedef void (*CommandFunction)(void);// 命令处理函数void functionA() {    PORTD |= (1 // 点亮LED0}void functionB() {    PORTD |= (1 // 点亮LED1}void functionC() {    PORTD |= (1 // 点亮LED2}// 命令表const CommandFunction commandTable[256] = {functionA,functionB,functionC,    // 未定义的命令默认为NULL};// 执行命令void executeCommand(uint8_t command) {    if (commandTable[command] != NULL) {        commandTable[command]();    } else {        PORTD |= (1 // 未识别命令，点亮错误指示灯    }}// 主函数int main(void) {    DDRD = 0xFF;  // 配置PORTD为输出    uint8_t cmd;    while (1) {        cmd = receiveCommand();  // 假设从串口接收命令        executeCommand(cmd);    }}这下多简单！每个命令对应一个函数，存在表里，想加新命令直接在表里加一行，代码都不用大改。
这种查表法使用也很灵活，比如多按键，多LED检测或控制的场景，比如我们无际单片机项目的多按键检测。

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四、组合使用
以上几种方法，可以组合使用，效果更好，为了更加直观展示，咱们来个实战案例，假设有个单片机项目，要根据传感器数据做不同处理，演示下状态机和查表法组合用法，原始代码可能是这样：

void processData(int sensorValue) {    if (sensorValue 10) {        if (mode == 1) {            // 处理A        } else {            // 处理B        }    } else if (sensorValue >= 10 && sensorValue 20) {        if (mode == 1) {            // 处理C        } else {            // 处理D        }    } else {        if (mode == 1) {            // 处理E        } else {            // 处理F        }    }}
这代码嵌套得让人头晕，逻辑乱七八糟。咱们用状态机和查表法来收拾它。先定义状态：

typedef enum {    LOW,    MEDIUM,    HIGH} SensorState;SensorState getSensorState(int value) {    if (value 10) return LOW;    else if (value 20) return MEDIUM;    else return HIGH;}再用查表法整理逻辑：

typedef void (*ProcessFunction)();void processA() { /* 处理A */ }void processB() { /* 处理B */ }void processC() { /* 处理C */ }void processD() { /* 处理D */ }void processE() { /* 处理E */ }void processF() { /* 处理F */ }typedef struct {    SensorState state;    int mode;    ProcessFunction func;} ProcessTable;const ProcessTable table[] = {    {LOW, 1, processA},    {LOW, 0, processB},    {MEDIUM, 1, processC},    {MEDIUM, 0, processD},    {HIGH, 1, processE},    {HIGH, 0, processF}};void processData(int sensorValue, int mode) {    SensorState state = getSensorState(sensorValue);    for (int i = 0; i sizeof(table)/sizeof(table[0]); i++) {        if (table.state == state && table.mode == mode) {            table.func();            return;        }    }    // 未定义的处理}这下逻辑清清楚楚，改起来也简单，想加新处理方式直接在表里加一行就行。状态和行为分开管理，完全不会乱成一团。
这里只是简单举个例子模型，除此以外，还有很多灵活的应用场景，比如无际单片机项目3在做多级菜单和防盗报警模式的时候，就采用了状态机+查表法，结合链表去管理多个菜单和模式。

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五、防患于未然的小建议
除了这些方法，我再给你点小建议，帮你以后少踩坑。
           
就是别等屎山堆得老高才收拾，定期看看代码，发现if-else变多就赶紧优化。
           
一个函数尽量只干一件事，别把所有逻辑塞一起，保持简单明了。
           
用设计模式能省不少事，不光策略模式，工厂模式、命令模式也能帮你少写if-else。如果能写点测试，那就更好了，改代码时心里有底，不怕崩盘。
           
六、写在最后
消灭if-else屎山不是一天两天的事，但只要你把这些招数用熟了，再复杂的逻辑也能理得清清楚楚。从现在开始，让你的代码变得优雅又专业，像艺术品一样，既好看又有用。记住，代码是写给人看的，顺便让机器跑。别让if-else拖了后腿。
end

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