1. 单一职责原则 (Single Responsibility Principle, SRP)
定义: 一个模块或函数应当只有一个引起变化的原因。
应用案例:
在嵌入式系统中,可以将传感器数据的读取和处理分开成不同的函数。例如:
c
// 读取传感器数据的函数
float read_temperature_sensor() {
// 读取温度传感器数据的代码
return temperature;
}
// 处理温度数据的函数
void process_temperature(float temperature) {
// 处理温度数据的代码
}
void main() {
float temperature = read_temperature_sensor();
process_temperature(temperature);
}
2. 开放-封闭原则 (Open-Closed Principle, OCP)
定义: 软件实体(类、模块、函数等)应当对扩展开放,对修改封闭。
应用案例:
在嵌入式系统中,如果要增加新的传感器类型而不修改现有代码,可以使用函数指针来实现扩展。
c
typedef float (*SensorReadFunction)();
float read_temperature_sensor() {
// 读取温度传感器数据的代码
return temperature;
}
float read_humidity_sensor() {
// 读取湿度传感器数据的代码
return humidity;
}
void read_and_process_sensor(SensorReadFunction read_function) {
float sensor_data = read_function();
// 处理传感器数据的代码
}
void main() {
read_and_process_sensor(read_temperature_sensor);
read_and_process_sensor(read_humidity_sensor);
}
3. 里氏替换原则 (Liskov Substitution Principle, LSP)
定义: 继承的子类应当能够替换其基类而不影响程序的正确性。
应用案例:
在嵌入式系统中,可以使用结构体和函数指针实现类似于面向对象的多态性。
c
typedef struct {
float (*read)();
} Sensor;
float read_temperature_sensor() {
return temperature;
}
float read_humidity_sensor() {
return humidity;
}
void read_and_process_sensor(Sensor *sensor) {
float sensor_data = sensor->read();
// 处理传感器数据的代码
}
void main() {
Sensor temperature_sensor = {read_temperature_sensor};
Sensor humidity_sensor = {read_humidity_sensor};
read_and_process_sensor(&temperature_sensor);
read_and_process_sensor(&humidity_sensor);
}
4. 接口隔离原则 (Interface Segregation Principle, ISP)
定义: 客户端不应该依赖于它不需要的接口。
应用案例:
在嵌入式系统中,可以将不同的功能分离成不同的接口,避免客户端依赖不需要的功能。
c
typedef struct {
float (*read_temperature)();
float (*read_humidity)();
} Sensor;
float read_temperature() {
return temperature;
}
float read_humidity() {
return humidity;
}
Sensor sensor = {read_temperature, read_humidity};
void main() {
float temperature = sensor.read_temperature();
// 仅处理温度数据
}
5. 依赖倒置原则 (Dependency Inversion Principle, DIP)
定义: 高层模块不应该依赖于低层模块,二者都应该依赖于抽象。抽象不应该依赖于细节,细节应该依赖于抽象。
应用案例:
在嵌入式系统中,可以使用抽象接口来实现不同的传感器驱动,而不直接依赖具体的传感器实现。
c
typedef struct {
float (*read)();
} Sensor;
float read_temperature_sensor() {
return temperature;
}
float read_humidity_sensor() {
return humidity;
}
Sensor temperature_sensor = {read_temperature_sensor};
Sensor humidity_sensor = {read_humidity_sensor};
void read_and_process_sensor(Sensor *sensor) {
float sensor_data = sensor->read();
// 处理传感器数据的代码
}
void main() {
read_and_process_sensor(&temperature_sensor);
read_and_process_sensor(&humidity_sensor);
}
6. 迪米特法则 (Law of Demeter, LoD)
定义: 一个对象应该对其他对象有尽可能少的了解。
应用案例:
在嵌入式系统中,可以通过封装和接口隐藏实现细节,只暴露必要的功能给外部模块。
c
typedef struct {
float (*read)();
} Sensor;
typedef struct {
Sensor sensor;
} Device;
float read_temperature_sensor() {
return temperature;
}
Device create_device() {
Sensor temperature_sensor = {read_temperature_sensor};
Device device = {temperature_sensor};
return device;
}
void read_and_process_device(Device *device) {
float sensor_data = device->sensor.read();
// 处理传感器数据的代码
}
void main() {
Device device = create_device();
read_and_process_device(&device);
}
7. 单元测试原则 (Unit Testing Principle)
定义: 编写可测试的代码,通过单元测试来验证每个模块或函数的功能。
应用案例:
在嵌入式系统中,可以使用模拟(mock)和桩(stub)来编写单元测试。
c
// 原始函数
float read_temperature_sensor() {
return temperature;
}
// 测试模拟函数
float mock_read_temperature_sensor() {
return 25.0; // 模拟固定温度值
}
void process_temperature(float temperature) {
// 处理温度数据的代码
}
void test_process_temperature() {
float temperature = mock_read_temperature_sensor();
process_temperature(temperature);
// 验证处理结果
}
void main() {
test_process_temperature();
}