Programmeringsspråkets syntaks, datatyper og struktur

Mye av koden i skissene du ser i eksemplene i Arduino IDE eller i SIK-guideboka, består av kode som fremdeles kan virkes litt kryptisk, ting som: 

int x;

eller

int noenTall[] = {3,1,4,1,5};

Eller ting som er enda mer kryptisk, for eksempel

for (int x = 0; x < 10; x++) {

Serial.println(x);

 }

Dette er kanskje ikke så lett å forstå enda, men det vil gi mening etter hvert.

Håndverk og kunst

Programmering blir ofte omtalt som en blanding av håndverk og kunst. Når man er ny, er nok det viktigste å lære seg håndverket, og det finnes mange gode guider til programmering for Arduino. Hvis du går til hjemmesiden til Arduino > Learning > Reference, finnes det en oversikt som forklarer alle de forskjellige ordene og tegnene som kan benyttes. Her kommer en kortfattet oversikt:

• Syntaks er på en måte grammatikken i et språk, det vil si hva som er lov å skrive, og hva som gir mening for datamaskinen. Hvis syntaksen ikke er riktig, vil programmet ikke kompilere, det vil si at programmet ikke greier å oversette koden til et språk som datamaskinen forstår, og den vil ikke kunne utføre instruksjonene dine. Hvis du har skrevet noe feil, må du debugge koden, det vil si finne feil. Når du har rettet noen (mistenkte) feil, kan du kompilere på nytt og se om det fungerer.
  

• Datatypen definerer hva slags data vi jobber med, i den forstand at datatypen bestemmer hvilke verdier dataene kan ha, og hvilke operasjoner som kan gjøres med disse verdiene. For eksempel vil man ikke kunne legge sammen tallet 3 og en elefant – de har to forskjellige datatyper, de er ikke samme ting.
  

• Strukturen i programmeringsspråket betyr i denne sammenhengen hvordan koden er skrevet, i hvilken rekkefølge ting kommer, og hvilke funksjoner som blir brukt.
  

• Variabler brukes til å lagre data. Eksempel: Man lagrer verdien 3 i en variabel som heter x ved å skrive

x = 3;

Variabler kan deklareres, det vil si at man setter av en plass i minnet, uten å legge en verdi der:

int x;

boolean y; // vi har reservert en plass til en boolsk variabel som skal hete y.

Man kan også sette variablen til en bestemt verdi samtidig med deklareringen. Dette kalles tilordning:

int x = 20;

boolean y = true;

Noen datatyper

int: 16-bits verdi mellom –32 768 og 32 767int x = 12;x++; // x økes med 1, til 13

float/double: 
Desimaltall, verdier fra –3.4028235E+38 til 3.4028235E+38. Desimaltall i programmering oppfører seg ikke nødvendigvis slik man forventer, særlig hvis man prøver å kombinere dem med heltall. Eksempel:

int x;

int y;

float z;

x = 1;

y = x / 2; // y er nå 0, siden en int bare holder heltall

z = (float)x / 2.0;  // z er nå 0,5 (det viktige her er å faktisk skrive 2.0, ikke 2 – da blir det tolket som int). Ved å skrive (float) foran x tvinger vi x til å tolkes som en float i stedet for en int.

char: 
En char er bare ett enkelt tegn, en byte. Man kan sette en char-variabel med et hvilket som helst tegn fra ASCII-tabellen, enten gitt som char (det vil si selve tegnet) eller som desimalverdien.

char x = ‘A’;

char x = 65; // samme resultat

boolean: 
true eller false // Har det regnet i dag? Spørsmålet er enten sant eller usant.

Boolean regnetIDag = false;

array: 
En samling av indekserte variabler.

int etArray[6]; // her reserverer vi en plass til en tabell som kan holde fem heltall. Den ekstra plassen er til en «null-character», som avslutter/lukker arrayet.

int noenTall[] = {1,9,3,7,5}; // Her har vi deklarert en array og tilordnet den fem heltall.

char noenTegn[5] = "jepp"; // Bokstaver i hermetegn kalles en string. Char arrays må også være én større enn verdien arrayet skal inneholde, i likhet med vanlige arrays.

For å hente eller endre verdier i en array:

noenTall[0] returnerer 1 – det første tallet/den første posisjonen i arrayet.

noenTall[6] gir feilmelding. Det finnes ikke en syvende posisjon i arrayet.

noenTall[1] = 6; // Bytter ut det andre tallet i arrayet, en 9-er, med en 6-er. 
OBS: Arrayer begynner på 0. Det vil si at det første tallet i et array har index/posisjon 0, ikke 1. Se eksempelet ovenfor.

Aritmetikk

int x;

Int y;

x = 7 / 3; // x blir satt til 2

y = x + 5; // legger fem på verdien til x og lagrer den nye verdien som y.

x++; // samme som x = x + 1;

y /= 2; // samme som y = y / 2;

Sammenlikninger

x == y // x er lik y

x != y // x er ulik y

x <= y // x er mindre eller lik y

Logiske operatorer

x > 0 && x < 1 // OG – sann hvis begge er sanne

x > 0 || x < 2 // ELLER – sann hvis minst én er sann

!x < 0 // IKKE – sann hvis uttrykket er usant

KontrollstrukturerKontrollstrukturer brukes for å styre flyten i programmet basert på valg brukeren tar eller andre situasjoner hvor det er flere alternativer å velge mellom. Det å styre flyten i programmet basert på valg som blir gjort og forskjellige situasjoner som oppstår, er i ganske stor grad kjernen i det programmering handler om.

Nedenfor er eksempler på syntaksen til to forskjellige kontrollstrukturer.

If-løkkerIf-løkker (engelsk: loop) kan være veldig nyttige dersom du vil styre flyten i programmet basert på valg brukeren tar, eller hvis det finnes flere alternativer.

int alder // brukeren av programmet må skrive inn sin alder via tastaturet

.…

if (alder < 18)

{

  // “Du er under 18 år”;

}

if (alder > 18)

{

  // “Du er over 18 år”

}

else

{

  // “Du er nøyaktig 18 år!”

}

En annen nyttig såkalt kontrollstruktur er switch. Man kan gjøre det samme som med if-løkker, og det er litt smak og behag hva man bruker. Mange bruker if der man har bare et par mulige utfall, og switch i tilfeller hvor det er flere valg (og spesielt hvis de henger sammen («Vil du spise fårikål, pizza, taco, indisk eller grøt til middag?»).

Switch-strukturen

switch (ønsketmiddag) {

   case fårikål:

     // hvis ønsketmiddag er lik fårikål, server fårikål

     break;

   case pizza:

     // hvis ønsketmiddag er lik pizza, server pizza

     break;

// .… osv

   default:

     // hvis ingen av alternativene – gjør følgende

     // default er valgfritt

  }

Det finnes selvsagt flere ord, konsepter og strukturer som må til før man virkelig forstår programmering med Arduino. Som med all programmering er det aller viktigste å faktisk skrive kode. Man må prøve, feile, endre og etter hvert får man det inn i fingrene. Men uansett er dette noen av de mest sentrale tingene du vil komme borti når du skal sette i gang.