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设备间有多种通讯方式,但是接口基本类似,应该采用什么样的设计模式呢?

2025/3/9 4:42:09 来源:https://blog.csdn.net/u011942101/article/details/146059625  浏览:    关键词:设备间有多种通讯方式,但是接口基本类似,应该采用什么样的设计模式呢?

在C++中,针对需要对接不同通信方式(如TCP、串口)但功能接口类似(如开始、停止)的场景,推荐采用策略模式(Strategy Pattern) 结合 **工厂模式(Factory Pattern)**来实现。以下是具体分析和实现步骤:


1. 策略模式(Strategy Pattern)

核心思想:将每种通信方式封装为独立的策略类,实现统一的接口,使得客户端可以动态切换具体实现,而无需修改调用逻辑。

步骤实现
  1. 定义抽象接口:声明所有通信方式共有的方法(如start()stop())。
  2. 实现具体策略:为TCP、串口等通信方式创建具体类,继承并实现接口。
  3. 客户端通过接口调用:客户端代码依赖抽象接口,而非具体实现,实现解耦。
// 抽象接口
class CommunicationInterface {
public:virtual ~CommunicationInterface() = default;virtual void start() = 0;virtual void stop() = 0;virtual void send(const std::string& data) = 0;virtual std::string receive() = 0;
};// TCP通信策略
class TcpCommunication : public CommunicationInterface {
public:void start() override { /* TCP启动逻辑 */ }void stop() override { /* TCP停止逻辑 */ }void send(const std::string& data) override { /* TCP发送数据 */ }std::string receive() override { /* TCP接收数据 */ return ""; }
};// 串口通信策略
class SerialCommunication : public CommunicationInterface {
public:void start() override { /* 串口启动逻辑 */ }void stop() override { /* 串口停止逻辑 */ }void send(const std::string& data) override { /* 串口发送数据 */ }std::string receive() override { /* 串口接收数据 */ return ""; }
};

2. 工厂模式(Factory Pattern)

核心思想:通过工厂类封装对象的创建逻辑,客户端无需关心具体类的实例化过程。

步骤实现
  1. 定义通信类型枚举:标识支持的通信方式。
  2. 实现工厂类:根据类型参数返回对应的策略对象。
enum class CommunicationType { TCP, SERIAL };class CommunicationFactory {
public:static std::unique_ptr<CommunicationInterface> create(CommunicationType type) {switch (type) {case CommunicationType::TCP:return std::make_unique<TcpCommunication>();case CommunicationType::SERIAL:return std::make_unique<SerialCommunication>();default:throw std::invalid_argument("Unsupported communication type");}}
};

3. 客户端代码

客户端通过工厂获取具体策略对象,并通过抽象接口操作通信逻辑。

int main() {// 根据配置或用户输入选择通信方式auto comm = CommunicationFactory::create(CommunicationType::TCP);// 统一接口调用comm->start();comm->send("Hello, World!");auto response = comm->receive();comm->stop();return 0;
}

优势

  1. 开闭原则:新增通信方式时,只需添加新的策略类和更新工厂,无需修改现有代码。
  2. 解耦:客户端代码与具体通信实现解耦,依赖抽象接口。
  3. 可维护性:不同通信方式的逻辑隔离,易于单独测试和维护。

扩展性优化

  • 注册式工厂:通过动态注册策略类的方式,避免工厂类硬编码具体类型,进一步提升扩展性。
  • 依赖注入:结合依赖注入框架,动态注入具体策略对象。

最终方案策略模式 + 工厂模式,既实现了不同通信方式的无缝切换,又保证了代码的简洁性和可扩展性。

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