後輩たちのためのEV3rt講座⑦(ファイルを扱う-fprintf)

#はじめに…#
ev3rtにてセンサーの値を取りたい時、よくやる手法はLCDに値を書く方法かと思いますが、これってあの小さい液晶を覗き込まなければならなく、見にくいですよね。
教育版ソフトウエアでは「データロギング」というモードがあり、モーター・センサーの値の動きを連続してみることができます。これに近いものをev3rtで実現できれば、ログ取りには困りませんよね。

ちなみにこれ↓がデータロギング

#標準Cライブラリを使用する#
ev3rtで使える標準Cライブラリには、ファイルを扱う機能があり、Windowsでいうメモ帳で読み書きできる.txtファイルも作成できます。よって今回は.txtファイルに値を書き込んでいくとします。

#書き方#
まずはサンプルコードを見てみましょう。

app.c

void main_task(intptr_t unused)
{
    int i=100;

    FILE *file;//ファイルポインタを宣言
    file=fopen("/test.txt","a");//ファイルをオープン(名前の指定)
    fprintf(file,"Hello %d\n",i);//書き込み
    fclose(file);//ファイルを閉じる
}

fileというのはただの名前なので、別のファイルを作りたければfile2などとすれば複数個同時に作ることも可能です。その際は、上記例に示されているfileはすべてfile2に置き換えることになります。
(例)

FILE *file;                    →  FILE *file2;
file=fopen("/test.txt","a");   →  file2=fopen("/test.txt","a");
fprintf(file,"Hello %d\n",i);  →　fprintf(file2,"Hello %d\n",i);
fclose(file);                  →  fclose(file2);

#テキストを確認#
プログラム終了後、ロボットとPCをUSBケーブルで繋ぐと、SDカード領域がマウントされるはずです。そしてその中に、先程指定した名前のファイルが作成されているはずです。無い場合はプログラムが正常に動いていません。もう一度やってみると作成される場合もあります。それでもなお作られない場合はプログラムミスを疑ってください。
今回の場合は「Hello 100」と書かれているはずです。

#fopenの書式#
上記例の"a"と書かれている部分ですが、これはテキストの処理方法を宣言していて、以下の表の様に様々な記述方法があります。ロボットの場合、値を随時書き足していくという使い方が多いと思いますので、オススメは"a"です。

モード	動作	ファイルがあるとき	ファイルが無いとき
"r"	読み込み専用	正常	エラー(NULL)
"w"	書き込み専用	サイズを0にする(上書き)	新規作成
"a"	追加書き込み専用	最後に追加	新規作成
"r+"	読み込み(主)と書き込み	正常	エラー(NULL)
"w+"	書き込み(主)と読み込み	サイズを0にする(上書き)	新規作成
"a+"	読み込みと追加書き込み	最後に追加	新規作成

#fprintfの書式#
##引数を用いる##
fprintfでは引数として任意の値を代入することができます。例えば、上記例ではint型変数testを%dの部分に動的に代入しています。この書式法を使えば、任意のタイミングの値を記録することが可能なのです。なお、値の型によって書式が異なります。

変換指定子	意味
d , i	int 型の引数を 10 進符号付き整数に変換する
u	unsigned int 型の引数を 10 進符号無し整数に変換する
o	unsigned int 型の引数を 8 進符号無し整数に変換する
x , X	unsigned int 型の引数を 16 進符号無し整数に変換する
f , F	double 型の引数を小数形式浮動小数点数に変換する
e , E	double 型の引数を指数形式浮動小数点数に変換する
g , G	f か e のどちらかに変換する (変換の結果として得られる指数が -4 より小さいか，精度以上の場合は e 形式になる)
a , A	double 型の引数を 16 進浮動小数点に変換する
c	int 型の引数を 一端 unsigned char 型に変換し，変換結果の文字を書き込む
s	文字配列の先頭要素へのポインタを文字列に変換する
p	void 型へのポインタを処理系定義の方法で表示文字の並びに変換する
n	整数変数に出力済み文字数を格納する (引数は符号付き整数型へのポインタ)

又、場合によっては長さ修飾子を付ける必要があります。

長さ修飾子	意味
hh	対応する実引数の型が char 型であることを指定する
h	対応する実引数の型が short 型であることを指定する
l	対応する実引数の型が long 型, wchar_t 型であることを指定する
ll	対応する実引数の型が long long 型であることを指定する
j	対応する実引数の型が intmax_t 型であることを指定する
z	対応する実引数の型が size_t 型であることを指定する
t	対応する実引数の型が ptrdiff_t 型であることを指定する
L	対応する実引数の型が long double 型であることを指定する

さらに、フラグというものを使うとさらに文字の表現が広がります。

フラグ	意味
-	変換結果をフィールド内に左詰めにする (デフォルトは右詰め)
+	変換結果が正，負に関わらず符号を出力する (デフォルトは負の場合のみ出力)
空白	変換結果の最初の文字が符号でない場合か，符号付き変換の結果が 0 の場合に空白を結果の前に付ける
#	結果を "代替形式"※ に変換する
0	出力文字数が最小フィールド幅未満の場合は 0 を埋める

これだけ説明しといてなんですが、EV3rtで扱うような値(センサー値など)はint型が多く、計算でもしない限り%dだけで書き出せちゃうのです。(もちろん、私のように複数個の値でパーセンテージなどをだすとfloatもしくはdoubleになりますが…)

あ、そうそう。printfとかfprintf、あるいはsprintfなどはすべて仲間みたいなもんなので書式もほぼ共通です。

ちなみに、この引数は複数個も可能です。

app.c

void main_task(intptr_t unused)
{
    int i[10]={10,20,30,40,50,60,70,80,90,100};

    FILE *file;//ファイルポインタを宣言
    file=fopen("/test.txt","a");//ファイルをオープン(名前の指定)
    fprintf(file,"%d,%d,%d,%d,%d,%d,%d,%d,%d,%d\n"
,i[0],i[1],i[2],i[3],i[4],i[5],i[6],i[7],i[8],i[9]);//書き込み
    fclose(file);//ファイルを閉じる
}

この場合、出力は10,20,30,40,50,60,70,80,90,100になります。

###センサー値も代入可能###
以下のようにすれば、センサーの値も引数として代入可能です。（今回はライトセンサーをポート1、2に繋いでいます。）

app.c

void main_task(intptr_t unused)
{
    int i=100;

    FILE *file;//ファイルポインタを宣言
    file=fopen("/test.txt","a");//ファイルをオープン(名前の指定)
    fprintf(file,"Port1:%d,Port2:%d\n",ev3_color_sensor_get_reflect(0),ev3_color_sensor_get_reflect(1));//書き込み
    fclose(file);//ファイルを閉じる
}

##改行する##
ファイルを作成するとき、書き出せたは良いものの、改行されていないと非常に見にくいです…
そこで「改行コード」を入力することで、文字列を次の行に移すことが可能です。
LINUX系(EV3rt含む)の場合は\nです。

#おまけ#
この作成したファイルですが、そのままメモ帳で見るとなかなか見にくいです。そこで、ファイルをexcelで開きましょう。その時ポイントとなるのが、値と値の間に「，」などの印をつけることです。excelでは指定した文字で文字列を分解する機能があります。そうすれば、とても簡単にデータが見れますし、グラフを作ることも容易です。

#最後に#
今回はファイルの扱い方について紹介しました。printf系統は非常によく使うので、覚えておいた方が良いでしょう。
さて、次回はいよいよタスク・周期ハンドラに入っていきたいと思います。僕は理解するのに1年かかりました…

次回:第8回
前回:第6回