5. C++ พื้นฐาน: ตัวแปรและชนิดข้อมูล

ตัวแปร (variable) คือกล่องที่มีชื่อ ใช้เก็บค่าไว้ใช้ทีหลัง ก่อนใช้ต้องบอกว่า "กล่องนี้เก็บอะไร" เรียกว่า ชนิด (type) เพราะชิปต้องจองที่ใน RAM ให้ตรงขนาด

int distance = 100;            // เลขเต็ม เช่น ระยะ cm
float speed = 16.39;           // ทศนิยม
bool isOpen = false;           // จริง/เท็จ
unsigned long startTime = 0;   // เก็บเวลาจาก millis()

อ่านว่า "ชนิด ชื่อ = ค่าเริ่มต้น" ชื่อตั้งเองได้ ห้ามขึ้นต้นด้วยตัวเลข ห้ามเว้นวรรค และพิมพ์เล็ก/ใหญ่ถือว่าต่างกัน (Height ไม่เท่ากับ height)

ตัวอย่างชีวิตจริง: กล่องเก็บของมีหลายขนาดCopy Anchor Link

ซองใส่เหรียญ กล่องดินสอ และลังผลไม้เก็บของต่างขนาด ถ้าเก็บเหรียญบาทเดียวใส่ลังผลไม้ ก็เปลืองที่ ชนิดข้อมูลก็เหมือนกัน ความสูง 100 cm ไม่ต้องใช้กล่องใหญ่เท่าเวลา millis()

1. ขนาดของแต่ละชนิดCopy Anchor Link

Nano มี RAM 2,048 ไบต์ ทั้งหมด (ไม่ใช่กิโลไบต์หลายร้อย) การเลือกขนาดพอดีจึงมีผลจริง

ตัวอักษร u นำหน้าคือ unsigned แปลว่าไม่มีค่าติดลบ ตัวเลขต่อท้าย 8, 16, 32 คือจำนวนบิต (8 บิต = 1 ไบต์) ชื่อแบบนี้บอกขนาดตรงๆ ชัดกว่า int ที่ขนาดเปลี่ยนตามบอร์ด

ล้น (overflow)Copy Anchor Link

กล่องมีขนาดจำกัด ใส่เกินจะวนกลับ

uint8_t speed = 255;
speed = speed + 1;   // ได้ 0 ไม่ใช่ 256

เหมือนมาตรวัดไมล์ที่เลข 99999 แล้วกลับไป 00000 กับดักที่เจอบ่อยคือเอา unsigned มาลบกันแล้วเก็บกลับใส่ unsigned ผลติดลบจะกลายเป็นเลขใหญ่

uint16_t a = 5, b = 8;
uint16_t d = a - b;   // ได้ 65533 ไม่ใช่ -3

โค้ดชมรมหลบเรื่องนี้ด้วยการเก็บผลต่างลง int ซึ่งติดลบได้ แล้วค่อยใช้ abs()

// shooting.ino (reach_height_shoot_stable)
int diff = (int)h - (int)TARGET;
if (abs(diff) <= TOL) { ... }

(int)h คือ cast แปลงชนิดชั่วคราว ที่นี่มีไว้บอกชัดว่า "ผลต่างตั้งใจให้ติดลบได้"

2. ค่าคงที่: const, constexpr, #defineCopy Anchor Link

เลขที่ไม่เปลี่ยนควรมีชื่อ อ่านง่าย และแก้ที่เดียว

// config.hpp
constexpr uint16_t HEIGHT_SHOOT = 120;
const int S_CLOSE = 1500;
#define SHOOT1_PIN PORT4

• const / constexpr มีชนิด คอมไพล์เจอการแก้ค่าจะ error ให้ (ปลอดภัย)
• #define แทนที่ข้อความตอนก่อนคอมไพล์ ไม่มีชนิด ไม่กิน RAM ชมรมใช้กับชื่อขา

3. ตัวดำเนินการที่ใช้บ่อยCopy Anchor Link

กับดักการหารCopy Anchor Link

float f = 10 / 3;      // ได้ 3.0  (หารเลขเต็มก่อน ค่อยแปลงเป็นทศนิยม)
float g = 10.0 / 3;    // ได้ 3.33

เลขเต็มหารเลขเต็มได้เลขเต็ม เศษถูกทิ้ง โค้ดชมรมระวังจุดนี้ใน yaw_soft_stop

// config.hpp
const uint16_t a = (deg * 7) / 10;   // 70% ของมุม คูณก่อน แล้วค่อยหาร
const uint16_t b = deg - a;          // ที่เหลือ

ถ้าเขียน deg * (7 / 10) จะได้ 7 / 10 = 0 มุมหายหมด คูณก่อนหาร แล้วเศษอยู่ตรงที่เหลือ b ไม่หาย

= กับ ==Copy Anchor Link

= คือใส่ค่า == คือถามว่าเท่ากันไหม if (h = 0) ใส่ 0 ลง h แล้วถือว่าเท็จเสมอ คอมไพล์ผ่านแต่ผิด

4. ตัวแปรที่ตัวมันอยู่ที่ไหนCopy Anchor Link

• โกลบอล ประกาศนอกฟังก์ชัน อยู่ตลอดโปรแกรม ทุกฟังก์ชันเห็น เช่น forwardDistanceCM ใน Drone_Mission.ino
• โลคอล ประกาศในฟังก์ชัน หายเมื่อฟังก์ชันจบ เช่น h ใน advance_and_poke_straight()
• static ในฟังก์ชัน อยู่ตลอดโปรแกรม แต่เห็นเฉพาะในฟังก์ชัน เช่น static uint16_t current_height ใน Arduino::smooth_set_height()

// protocol.cpp
void Arduino::smooth_set_height(uint16_t target_height, uint16_t step, uint16_t delay_ms) {
  static uint16_t current_height = 85;
  ...
  current_height = target_height;
}

static ทำให้ current_height จำค่าข้ามการเรียก ครั้งหน้าเรียกใหม่จะเริ่มจาก 85 แค่ครั้งแรกเท่านั้น

ลองทำCopy Anchor Link

1. ใน Serial Monitor ลอง uint8_t x = 250; x = x + 10; Serial.println(x); ควรได้ 4 (250 + 10 = 260, 260 − 256 = 4)
2. คำนวณด้วยมือ: yaw_soft_stop(true, 90) แยกมุมเป็น a กับ b เท่าไร (คำตอบ: a = 90×7/10 = 63, b = 27)
3. หาในไฟล์จริงว่าตัวแปรโกลบอลอะไรบ้างอยู่ใน Drone_Mission.ino บรรทัดแรกๆ (คำตอบ: forwardDistanceCM, backwardDistanceCM, payload_round10, k2_round)

พังตรงไหนบ่อยCopy Anchor Link

• ใช้ int เก็บ millis() ค่าล้นที่ 32,767 ms ≈ 33 วินาที ใช้ unsigned long หรือ uint32_t
• หารเลขเต็มแล้วได้ 0 ใส่ .0 หรือ f ท้ายตัวเลข
• ใช้ = ใน if ผ่านคอมไพล์แต่เงื่อนไขผิด ตั้งคอมไพเลอร์ให้เตือน (File → Preferences → Compiler warnings: All)
• ตัวแปรโลคอลแล้วคาดว่าจำค่า ออกจากฟังก์ชันค่าหาย ย้ายเป็นโกลบอลหรือ static
• RAM เต็ม ขึ้น Low memory available ลดอาร์เรย์ใหญ่หรือย้ายข้อความไป PROGMEM