面向嵌入式系統的C++設計模式有哪些？

嵌入式 C 設計模式可用於建立高效可靠的程式碼，適用於資源受限的環境：單例模式：確保只有一個特定類別的實例，用於管理資源。觀察者模式：允許物件訂閱其他物件並接收狀態變更通知。工廠方法模式：根據類型建立對象，而無需指定確切的類別。實戰案例：任務調度系統利用這些模式實現高效率的任務調度，確保關鍵任務的可靠執行。

在嵌入式系統中的C 設計模式

引言

嵌入式系統通常在資源受限的環境下運行，需要具備高效率和可靠性。 C 設計模式可以幫助工程師創建簡潔、可維護且可擴展的嵌入式程式碼。

適用於嵌入式系統的C 設計模式

單例模式：確保應用程式中只有一個給定類別的實例，可用於管理資源。

class Singleton {
private:
    Singleton() {}  // 私有构造函数，防止直接创建
    static Singleton* instance_;

public:
    static Singleton* getInstance() {
        if (!instance_) {
            instance_ = new Singleton;
        }
        return instance_;
    }
};

觀察者模式：允許物件訂閱其他物件並接收其狀態變更的通知。

class Observable {
private:
    std::vector<Observer*> observers_;

public:
    void attach(Observer* observer) { observers_.push_back(observer); }
    void detach(Observer* observer) { observers_.erase(std::remove(observers_.begin(), observers_.end(), observer)); }
    void notify() {
        for (auto& observer : observers_) {
            observer->update();
        }
    }
};

class Observer {
public:
    virtual void update() = 0;
};

class ConcreteObserver1 : public Observer {
public:
    void update() { std::cout << "ConcreteObserver1: Received update." << std::endl; }
};

工廠方法模式：建立物件的具體實現，而無需指定其確切的類別。

class Shape {
public:
    virtual double getArea() = 0;
    virtual double getPerimeter() = 0;
};

class Circle : public Shape {
public:
    double getArea() override { return 3.14 * radius_; }
    double getPerimeter() override { return 2 * 3.14 * radius_; }

private:
    double radius_;
};

class Square : public Shape {
public:
    double getArea() override { return side_ * side_; }
    double getPerimeter() override { return 4 * side_; }

private:
    double side_;
};

class ShapeFactory {
public:
    static Shape* createShape(std::string type, double dimension) {
        if (type == "Circle") {
            return new Circle(dimension);
        } else if (type == "Square") {
            return new Square(dimension);
        } else {
            return nullptr;
        }
    }
};

int main() {
    Shape* circle = ShapeFactory::createShape("Circle", 5);
    std::cout << "Circle area: " << circle->getArea() << std::endl;
    Shape* square = ShapeFactory::createShape("Square", 3);
    std::cout << "Square area: " << square->getArea() << std::endl;
    return 0;
}

實戰案例：任務調度系統

在資源受限的嵌入式系統中實作任務調度器時，可以利用設計模式。此系統包含任務、任務佇列和調度器：

• 單例模式：用於管理任務佇列和調度器，確保控制任務執行的單一實體。
• 觀察者模式：任務訂閱單例調度器，以接收調度變更的通知。
• 工廠方法模式：根據任務類型建立特定任務物件。

透過採用這些設計模式，可以建立一個高效能、健全且可擴展的任務排程系統，為嵌入式系統中的關鍵任務提供可靠的執行。

以上是面向嵌入式系統的C++設計模式有哪些？的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！