嵌入式 C 語言設(shè)計模式 --- 外觀模式

我是老溫，一名熱愛學(xué)習(xí)的嵌入式工程師
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1 - 什么是外觀模式？
外觀模式（Facade Pattern），是一種比較簡單的結(jié)構(gòu)型模式，它存在的目的，也是為了簡單。
外觀模式隱藏了一系列接口的復(fù)雜性，旨在為外部客戶端提供一個更高層次且統(tǒng)一簡單的接口，簡化了客戶端調(diào)用某些模塊的一系列操作。
外觀模式應(yīng)該是軟件工程師們經(jīng)常使用到的一種設(shè)計模式，在很多情況下，我們會習(xí)慣性地把一系列復(fù)雜的操作，封裝成一個簡單的接口，供外界調(diào)用。
外觀模式的優(yōu)點很明顯，它可以減少應(yīng)用客戶端程序與系統(tǒng)之間相互的依賴，因為對外接口簡單，所以提高了靈活性和安全性。
但也有缺點，外觀模式違反了開閉原則，如果要改函數(shù)里面的東西，也會比較麻煩。


2 - 什么情況下要用外觀模式？
在嵌入式C語言軟件設(shè)計的時候，通常我們會遇到很多復(fù)雜的芯片外設(shè)操作，比如，要使用LCD顯示圖片之前，需要先對LCD進行一系列初始化。
初始化芯片的LCD控制器，LCD背光接口，DMA2D外設(shè)，等等，而外部在調(diào)用的時候，雖然可以分別調(diào)用這些外設(shè)初始化函數(shù)，但整個過程略顯復(fù)雜。
比較簡單方便的方法就是，提供一個統(tǒng)一的函數(shù)接口，比如display_module_init()，在這個函數(shù)里面包含LCD相關(guān)的外設(shè)初始化，外部只需要調(diào)用這個統(tǒng)一的函數(shù)接口就可以了。
不僅是LCD顯示，在很多情況下，都可以使用外觀模式，比如，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送，串口配置，存儲芯片初始化，內(nèi)存控制器初始化，等等。
外觀模式的最終目的，就是要隱藏一系列復(fù)雜的函數(shù)調(diào)用，給外部一個簡單方便統(tǒng)一的接口。



3 - 如何使用外觀模式？
以顯示模塊（display_module）為例，講述一下如何使用嵌入式C語言實現(xiàn)外觀模式。
通常情況下，顯示模塊里面的LCD相關(guān)初始化，會涉及到LCD控制器的初始化，LCD背光初始化，DMA2D的初始化。
1、把LCD相關(guān)初始化操作，都放在display_module.c文件里面統(tǒng)一進行管理，比如lcd_gpio初始化，背光控制初始化，DMA2D初始化，這些都是跟顯示模塊相關(guān)的一系列復(fù)雜操作，代碼如下圖所示。


2、關(guān)于顯示模塊初始化，對外提供一個統(tǒng)一簡單的接口，如display_module_init()函數(shù)，在這個函數(shù)里面，包含了以上幾個LCD初始化相關(guān)的函數(shù)，代碼實現(xiàn)如下圖所示。


3、在客戶端main函數(shù)里面，初始化顯示模塊，以往經(jīng)常使用的方式是分別調(diào)用LCD相關(guān)的初始化函數(shù)，但使用了外觀模式后，只需要調(diào)用一個統(tǒng)一的函數(shù)接口，就可以完成LCD相關(guān)的初始化了，具體實現(xiàn)代碼如下圖所示。


4 - 怎樣驗證外觀模式？
本例程的代碼是使用標準C語言進行編寫，可以在PC端進行驗證，使用標準的GCC編譯器進行編譯。
也可以在嵌入式開發(fā)板里面驗證本例程的代碼，需要根據(jù)開發(fā)板官方提供的指引，自行搭建好開發(fā)環(huán)境，并且把編譯器更換為開發(fā)板對應(yīng)的交叉編譯器即可。


編譯出來的程序，執(zhí)行結(jié)果如下圖所示。


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