嵌入式框架設(shè)計(jì)中的四種常用模式

發(fā)布時(shí)間：2023-11-03 14:07:01

1. 模板方法模式

模板方法模式是框架中最常用的設(shè)計(jì)模式。其根本的思路是將算法由框架固定，而將算法中具體的操作交給二次開發(fā)者實(shí)現(xiàn)。例如一個(gè)設(shè)備初始化的邏輯，框架代碼如下：

DownloadFPGA 和 InitKeyPad 都是 CBaseDevice 定義的虛函數(shù)，二次開發(fā)者創(chuàng)建一個(gè)繼承于 CBaseDevice 的子類，具體來(lái)實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)接口?？蚣芏x了調(diào)用的次序和錯(cuò)誤的處理方式，二次開發(fā)者無(wú)須關(guān)心，也無(wú)權(quán)決定。

2. 創(chuàng)建型模式

由于框架通常都涉及到各種不同子類對(duì)象的創(chuàng)建，創(chuàng)建型模式是經(jīng)常使用的。例如一個(gè)繪圖軟件的框架，有一個(gè)基類定義了圖形對(duì)象的接口，基于它可以派生出橢圓，矩形，直線各種子類。當(dāng)用戶繪制一個(gè)圖形時(shí)，框架就要實(shí)例化該子類。這時(shí)候可以用工廠方法，原型方法等等。

3. 消息訂閱模式

消息訂閱模式是最常用的分離數(shù)據(jù)和界面的方式。界面開發(fā)者只需要注冊(cè)需要的數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)變化時(shí)框架就會(huì)將數(shù)據(jù)“推”到界面。界面開發(fā)者可以無(wú)須關(guān)注數(shù)據(jù)的來(lái)源和內(nèi)部組織形式。

消息訂閱模式最常見的問題是同步模式下如何處理重入和超時(shí)。作為框架設(shè)計(jì)者，一定要考慮好這個(gè)問題。所謂重入，是二次開發(fā)者在消息的回調(diào)函數(shù)中執(zhí)行訂閱/取消訂閱的操作，這會(huì)破壞消息訂閱的機(jī)制。所謂超時(shí)是指二次開發(fā)者的消息回調(diào)函數(shù)處理時(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致其他消息無(wú)法響應(yīng)。最簡(jiǎn)單的辦法是使用異步模式，讓訂閱者和數(shù)據(jù)發(fā)布者在獨(dú)立進(jìn)程/線程中運(yùn)行。如果不具備此條件，則必須作為框架的重要約定，禁止二次開發(fā)者產(chǎn)生此類問題。

4. 裝飾器模式

裝飾器模式賦予了框架在后期增加功能的能力?？蚣芏x裝飾器的抽象基類，而由具體的實(shí)現(xiàn)者實(shí)現(xiàn)，動(dòng)態(tài)地添加到框架中。

舉一個(gè)游戲中的例子，圖形繪制引擎是一個(gè)獨(dú)立的模塊，比如可以繪制人物的靜止，跑動(dòng)等圖像。如果策劃決定在游戲中增加一種叫“隱身衣”的道具，要求穿著此道具的玩家在屏幕上顯示的是若有若無(wú)的半透明圖像。應(yīng)該如何設(shè)計(jì)圖像引擎來(lái)適應(yīng)后期的游戲升級(jí)呢？

當(dāng)隱身衣被裝備后，就向圖像引擎添加一個(gè)過濾器。這是個(gè)極度簡(jiǎn)化的例子，實(shí)際的游戲引擎要比這個(gè)復(fù)雜。裝飾器模式還常見用于數(shù)據(jù)的前置和后置處理上。

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