从看似不相关的代码中改变 for 循环行为答案

【问题标题】：for-loop behaviour changing from seemingly unrelated code从看似不相关的代码中改变 for 循环行为
【发布时间】：2020-02-12 02:25:12
【问题描述】：

代码示例用于使用一行 LED 创建一个二进制计数器。我正在查看一个将其作为挑战发布的在线教程。我的目标是以可扩展的方式做到这一点。

以下代码正在运行，但我有一个问题。在 setup 函数中，我调用了 Serial.begin 函数，我在编写代码时用于记录日志。实际上，代码从 0 循环到 16，闪烁正确的相应 LED。

当我删除 Serial.begin 行时，循环中断，但在一个奇怪的点。它一直到 16 次（即所有 4 个 LED 都亮起），然后循环回来，然后卡住仅闪烁一个 LED（指示 1）。对我来说令人费解的事情显然是因为循环从 0 开始，当它失败时它实际上正在经历循环的第二次迭代。

我没有使用任何其他串行函数，因为它与 Serial.begin 一起使用，我觉得它在数学上是合理的。这让我认为这是 Arduino 特有的东西，我真的很想了解这里发生了什么以产生不同的结果。

总的来说，我也是 C++ 和 Arduino 的新手，因此我们也非常感谢您提供一般性建议或反馈！

/*
 * The following code runs an Arduino powering 4 LEDs counting in binary
 * Mission was to do this dynamically using for-loops, so that it is scalable for adding say, more LEDs
 * To add an LED, all one needs to do is update the variable 'bits', increase the size of the 'ledArray' and 'myArray' and assign Arduino pins to the new LEDs 
 */

// using Arduino pins 3, 5, 6 & 9. While I'm using PWM pins, this code uses digital write and there's no need to stick to these for the purpose of this code
int led1 = 3; 
int led2 = 5;
int led3 = 6;
int led4 = 9;
int bits = 4; // the number of bits AKA the number of LEDs in the circuit
int del = 350; // the interval for each flash
int topNumber = pow(2,bits); // define the decimal number that can be counted to on a given set. 
int ledArray[4] = {led1, led2, led3, led4}; // this array is made up of the Arduino pins. The array size should be the same as the number of bits
int myArray[4] = {0}; // this array is the array that creates the binary string. The array size should be the same as the number of bits

void setup() {
  Serial.begin(9600); // Getting some odd behaviour with this :/ originally here for troubleshooting
  pinMode(led1, OUTPUT);
  pinMode(led2, OUTPUT);
  pinMode(led3, OUTPUT);
  pinMode(led4, OUTPUT);  
}

void loop() {    
 // the following for-loop iterates each number in the set from 0 to the ceiling (topNumber) 
  for (int n = 0; n <= topNumber; n++) {     

    int tempValue = n; // set a temporary variable for n - we're going to manipulate n to format our binary, but we want to come back to this value before this loop concludes to increment on it

    // the following for-loop builds an array to present the binary string eg 1,0,0,1 for 1001
      for (int i = 0; n > 0; i++) {
        myArray[i] = n % 2;
        n /= 2;        
      }     

    // the following for-loop matches the leds in the ledArray with the binary array and sets the voltage high as required
      for (int i = 0; i <= bits; i++) {
        if(myArray[i] == 1) {            
          digitalWrite(ledArray[i], HIGH);     
        } else {
        }      
      }      

      delay(del);

    // the following for-loop iterates through the ledArray and switches them all off after completion
      for (int i = 0; i <= bits; i++) {
        digitalWrite(ledArray[i],LOW);
      }

      n = tempValue; // return n to its original value so that the for-loop will iterate as intended

    }
}

【问题讨论】：

循环条件i <= bits假设为i <bits。超出范围的数组访问正在发生
谢谢你，你说得对。即使在纠正了这个问题之后，虽然我得到了同样的问题行为，Serial.begin(9600); 的存在似乎与有关
不看minimum reproducible code很难说出原因

标签： c++ arrays for-loop arduino

【解决方案1】：

编写的代码的作用如下： topNumber = 2 的 4 次方，即 16。二进制中的 16 为 10000；请注意，它使用 5 位而不是 4 位。当 loop() 的 for() 循环达到 n = 16 时，它会写入不存在的 myArray[4]。

因为 C 和 C++ 不能防止越界数组访问，所以该循环会将值写入内存中的其他位置。我的猜测是，添加或删除 Serial.begin() 行可能会稍微重新排列内存，这会改变写入不存在的 myArray[4] 的效果。

你可能知道的一件事：数组声明数组中的项目数；不是数组最后一个成员的索引。所以 myArray[4] 用 myArray[0]、myArray[1]、myArray[2] 和 myArray[3] 声明了一个数组。没有 myArray[4]。

【讨论】：