处理多种通信协议处理的设计类

Question

我正在开发一个应处理多种通信协议（以太网、串行等）的 C++ 应用程序。每个通信协议都作为一个特定的类来处理。 为了尽可能少地公开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，是大意）：

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 的最佳方式是什么，如果可能的话，还涉及一些设计模式？

问候。

Answer 1

为上述创建通用 API 的最佳方法是什么 功能，是否可能涉及一些设计模式？

The Strategy Pattern 看起来很适合这种情况。

首先，为所有不同的通信新手定义一个接口，Communication：

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

然后，你的具体实现——即策略——应该从这个接口派生：

class EthernetCommunication: public Communication {
public:
   // ...
   bool sendData(uint8_t*, const size_t&) override;
   void receiveData(uint8_t*, size_t&) override;
};

class SerialCommunication: public Communication {
public:
   // ...
   bool sendData(uint8_t*, const size_t&) override;
   void receiveData(uint8_t*, size_t&) override;
};

class CarrierPigeon: public Communication {
public:
   // ...
   bool sendData(uint8_t*, const size_t&) override;
   void receiveData(uint8_t*, size_t&) override;
};

客户端代码将与（指向）Communication（即接口）一起使用，而不是直接与 EthernetCommunication、SerialCommunication 或 CarrierPigeon 等特定实现一起使用。因此，代码遵循"program to an interface, not to an implementation" 建议。例如，您可能有一个工厂函数，例如：

std::unique_ptr<Communication> CreateCommunication();

此工厂函数返回上述策略之一。可以在运行时确定返回哪个策略。

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

这样，上面的代码不会与任何特定的实现耦合，而只会与接口Communication 耦合，这对于所有不同的可能通信策略都是通用的。

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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：

using data_sender_t = bool (*)(uint8_t*, const size_t&);
using data_receiver_t = void (*)(uint8_t*, size_t&);

// set these function pointers to the strategy to use
data_sender_t data_sender;
data_receiver_t data_receiver;