设计处理多种通信协议的类

Question

我正在开发一个 C++ 应用程序，它应该处理多种通信协议（以太网、串行等）。每个通信协议都作为一个特定的类进行处理。为了暴露尽可能少的有关上述类和协议的内部结构和组织的信息，我想以某种方式包装所有这些功能，并提供一些通用的 API，用于通过选定的协议发送数据。

基本上，API应该提供什么（参数不限于此，而是总体思路）：

bool sendData(uint8_t* buffer, const size_t& bufferSize);

void receiveData(uint8_t* dataBuffer, size_t& bufferSize);

为上述功能创建通用 API 的最佳方法是什么？如果可能的话，涉及一些设计模式？

问候。

Answer 1

\n

为上述功能创建通用 API 的最佳方法是什么？如果可能的话，涉及一些设计模式？

\n

\n\n

策略模式看起来很适合这种情况。

\n\n

首先，为所有不同的通信策略 定义一个接口Communication：

\n\n

class Communication {\npublic:\n   virtual ~CommunicationStrategy() = default;\n   virtual bool sendData(uint8_t* buffer, const size_t& bufferSize) = 0;\n   virtual void receiveData(uint8_t* dataBuffer, size_t& bufferSize) = 0;\n};\n

\n\n

然后，您的具体实现 \xe2\x80\x93 即策略\xe2\x80\x93 应从此接口派生：

\n\n

class EthernetCommunication: public Communication {\npublic:\n   // ...\n   bool sendData(uint8_t*, const size_t&) override;\n   void receiveData(uint8_t*, size_t&) override;\n};\n\nclass SerialCommunication: public Communication {\npublic:\n   // ...\n   bool sendData(uint8_t*, const size_t&) override;\n   void receiveData(uint8_t*, size_t&) override;\n};\n\nclass CarrierPigeon: public Communication {\npublic:\n   // ...\n   bool sendData(uint8_t*, const size_t&) override;\n   void receiveData(uint8_t*, size_t&) override;\n};\n

\n\n

客户端代码将使用（指向）Communication\xe2\x80\x93 的（指针），即接口\xe2\x80\x93，而不是直接使用特定的实现，如EthernetCommunication、SerialCommunication或CarrierPigeon。因此，代码遵循“对接口进行编程，而不是对实现进行编程”的建议。例如，您可能有一个工厂函数，例如：

\n\n

std::unique_ptr<Communication> CreateCommunication();\n

\n\n

该工厂函数返回上述策略之一。返回哪种策略可以在运行时确定。

\n\n

std::unique_ptr<Communication> com = CreateCommunication();\n// send data regardless of a particular communication strategy\ncom->sendData(buffer, bufferSize);\n

\n\n

这样，上面的代码就不会耦合到任何特定的实现，而仅耦合到Communication所有不同可能的通信策略所共用的接口。

\n\n\n\n

如果不同的通信策略不需要每个实例的数据，只需使用两个回调而不是一个对象即可：

\n\n

using data_sender_t = bool (*)(uint8_t*, const size_t&);\nusing data_receiver_t = void (*)(uint8_t*, size_t&);\n\n// set these function pointers to the strategy to use\ndata_sender_t data_sender;\ndata_receiver_t data_receiver;\n

\n