C语言设计模式——命令模式

 

好处：让代码清晰明了，容易添加和删除，易维护。

哪些地方会用到命令模式？（列出几个常见的例子）

1、按键处理，每个按键按下得到一个索引（指的就是命令），一个按键对应一个处理函数。按键处理命令模式

2、协议解析（串口，网口，CAN，等等）；以串口为例简单说明一下，比如有如下协议：http类型解析（html，jpg，jpeg...）

帧头	命令	数据长度	数据内容	校验	帧尾
1字节	1字节	2字节	n字节	2字节	1字节

命令1：0x01 温度

命令2：0x02 湿度

命令3：0x03 光照强度

传统的实现方式如下：（伪代码）

static uint8_t parse(char *buffer, uint16_t length)
{uint8_t head = buffer[0];uint8_t cmd = buffer[1];uint16_t len = (buffer[2] << 8) | buffer[3];uint16_t crc = CRCCheck(buffer, length - 3);uint8_t tail = buffer[length - 1];if((head != xxx) && (tail != xxx) && (crc != ((buffer[length - 3]) << 8) | buffer[length - 2])){return 0;}switch(cmd){case 0x01:int temperatue = *(int *)&buffer[4];printf("temperatue = %d\n", temperatue);break;case 0x02:int humidity = *(int *)&buffer[4];printf("humidity = %d\n", humidity);break;case 0x03:int illumination= *(int *)&buffer[4];printf("illumination = %d\n", illumination);break;default:printf("parse error\n");break;}return 1;
}

通过这段伪代码可以看出代码结构的一些问题，如果要添加更多的命令，势必需要向switch case语句中加入更多的case语句。使得解析函数越来越臃肿。当然我们可以使用如下方式规避一些问题：（伪代码）

// 当心字节对齐的问题
typedef struct
{uint8_t head;uint8_t cmd;uint16_t length;uint8_t data[1];
} package_t;static int parse_temperature(char *buffer)
{int value = *(int *)buffer;printf("temperature = %d\n", value);
}
static int parse_humidity(char *buffer)
{int value = *(int *)buffer;printf("humidity = %d\n", value);
}static int parse_illumination(char *buffer)
{int value = *(int *)buffer;printf("illumination = %d\n", value);
}static uint8_t parse(char *buffer, uint16_t length)
{package_t *frame = (package_t *)buffer;uint16_t crc = CRCCheck(buffer, length - 3);uint8_t tail = buffer[length - 1];if((frame->head != xxx) && (tail != xxx) && (crc != (buffer[length - 3]) << 8 | buffer[length - 2])){return 0;}switch(frame->cmd){case 0x01:parse_temperature(frame->data);break;case 0x02:parse_humidity(frame->data);break;case 0x03:parse_illumination(frame->data);break;default:printf("parse error\n");}return 1;
}

相比于第一段代码，已经有了很大的改善，扩展性也得到了很大的提升。随着项目的进行，解析函数还是可能会越来越大。接下来就开始介绍命令模式。在命令模式里面，我们只需要维护一个命令列表就行了，而不需要关注解析函数本身。（伪代码）

// 当心字节对齐的问题
typedef struct
{uint8_t head;uint8_t cmd;uint16_t length;uint8_t data[1];
} package_t;static int parse_temperature(char *buffer)
{int value = *(int *)buffer;printf("temperature = %d\n", value);
}
static int parse_humidity(char *buffer)
{int value = *(int *)buffer;printf("humidity = %d\n", value);
}static int parse_illumination(char *buffer)
{int value = *(int *)buffer;printf("illumination = %d\n", value);
}typedef struct
{uint8_t cmd;void (* handle)(char *buffer);
} package_entry_t;static const package_entry_t package_items[] =
{{0x01, parse_temperature},{0x02, parse_humidity},{0x03, parse_illumination},{0xFF, NULL},
};static uint8_t parse(char *buffer, uint16_t length)
{package_t *frame = (package_t *)buffer;uint16_t crc = CRCCheck(buffer, length - 3);uint8_t tail = buffer[length - 1];const package_entry_t *entry;if((frame->head != xxx) && (tail != xxx) && (crc != (buffer[length - 3]) << 8 | buffer[length - 2])){return 0;}for(entry = package_items; entry->handle != NULL; ++entry){if(frame->cmd == entry->cmd){entry->handle(frame->data);break;}}return 1;
}

        我们可以看到，解析函数写好之后就不用动了，需要变化的只是一个表。这样写能让代码看起来干净整洁清晰，命令也可以使用宏定义或者枚举，看自己的喜好吧。一个命令对应一个处理函数，尽量使用此类方式去取代swicth case的方式，始终让代码保持整洁易扩展易维护的特性。

        上面使用了命令模式作用于串口协议，同样的方式可以适用于各种协议，网口协议的话，格式都不用改。如果是can协议的话，将can的id用作命令，就ok了。其他的，类似。