设计class 用于处理多种通信协议处理

Question

我正在开发一个应该处理多种通信协议（以太网、串行等）的 C++ 应用程序。每个通信协议都作为特定的 class 处理。为了尽可能少地公开有关上述 classes 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 用于发送数据选定的协议。

基本上API应该提供什么（参数不限于此，但是是大意）：

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 的最佳方法是什么，如果可能的话涉及一些设计模式？

此致。

Answer 1

What is the best way to create a generic API for the said functionality, and if possible involve some design pattern?

The Strategy Pattern 看起来适合这种情况。

首先，为所有不同的通信策略定义一个接口，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，您的具体实现——即策略——应该派生自这个接口：

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）一起工作，而不是直接与特定实现（如 EthernetCommunication、SerialCommunication 或 CarrierPigeon。因此，代码遵循 "program to an interface, not to an implementation" 建议。例如，你可能有一个像这样的工厂函数：

std::unique_ptr<Communication> CreateCommunication();

此工厂函数 return 是上述策略之一。 return 的策略可以在运行时确定。

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

这样，上面的代码就不会耦合到任何特定的实现，而只会耦合到接口 Communication，它对所有不同的可能通信策略都是通用的。

如果不同的通信策略不需要每个实例的数据，只需要两个回调而不是一个对象就可以了：

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;

设计class 用于处理多种通信协议处理

Designing class for handling multiple communication protocols handling

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