硬件抽象层（HAL）实现的动态切换

Question

我正在尝试实现一个硬件抽象层 (HAL) 以使用所有相同的接口访问多个相似的设备。问题是，我应该如何实现一个设备 class 与另一个设备的实现的动态切换。
下面的代码显示了我实际上是如何做到的。但是，我不确定这个实现是否足够安全。特别是我不确定使用 'shared_ptr' 来切换实现是否是正确的方法，或者使用工厂模式或更多抽象是否更好。您会推荐什么来实现这样的动态 HAL？

#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>

using namespace std;

// Common HAL base class
struct Base {
  virtual string Identify() {return string("Baseclass");}
  Base() {cout << "Base Constructor" << '\n';}
  virtual ~Base() {cout << "Base Destructor" << '\n';} 
  // Important to make destructor virtual so that destructor of derived classes is invoked, too
};

// HAL Device 1 Implementation
struct Derived1: public Base {
  string Identify() override {return string("Derived 1 class");}
  Derived1() {cout << "Derived1 Constructor" << '\n';}
  ~Derived1() {cout << "Derived1 Destructor" << '\n';}
};

// HAL Device 2 Implementation
struct Derived2: public Base {
  string Identify() override {return string("Derived 2 class");}
  Derived2() {cout << "Derived2 Constructor" << '\n';}
  ~Derived2() {cout << "Derived2 Destructor" << '\n';}
};

// Switches implementation via setting a pointer to a class instance
struct ImplementationDispatcher {
  shared_ptr<Base> Impl = make_shared<Base>();

  Base& Implementation() {return *Impl;}
  void SetImplementation(shared_ptr<Base> impl) {Impl = impl;}
};

// Top level class which calls HAL device functions
struct Actor {
  ImplementationDispatcher HAL;

  void Work() {cout << HAL.Implementation().Identify() << '\n';}
  void SetActor(shared_ptr<Base> newImpl) {HAL.SetImplementation(newImpl);}
};

int main()
{
  Actor actor;

  actor.Work();
  actor.SetActor(make_shared<Derived1>());
  actor.Work();
  actor.SetActor(make_shared<Derived2>());
  actor.Work();
}

我定义了一个基础 class，它具有所有设备的通用功能（在这个例子中，这只是 Identify() 方法）。然后我为设备实现 Derived1 和 Derived2 导出 classes。我想在主代码中的这些实现之间切换（例如设备选择器或类似的东西。在示例中，这只是通过从主代码调用 setter 来完成）。
为了实现切换，我添加了一个 class ImplementationDispatcher ，其中包含一个 shared_ptr 到当前实现以进行隔离，类似于 pimpl-idiom。切换是通过向切换器 class 提供来自 base.

的新子 class 实例来完成的。

Answer 1

似乎设计过度了。只需实现您的抽象设备并将适当的实例传递给 Work。至少在您的示例中，根本不需要 ImplementationDispatcher.

硬件抽象层（HAL）实现的动态切换

Dynamic switching of implementation in hardware abstraction layer (HAL)

c++

factory

pimpl-idiom

hal

derived-class