本帖最后由 dong_abc 于 2014-5-13 13:18 编辑
题记：有一条小径，它别有洞天 ！
近段时间在学习C++模板元编程。在学习C++ CRTP（递归模板）的时候，发现我只能用两个字来形容CRTP这种编程框架——“自由”，程序随性自由拓展，而丝毫不用改变之前原有的代码结构。
1、 首先，简单描述一下C++的CRTP编程模式的使用。template <class T>
struct base {
void interface() {
static_cast<T*>(this)->implementation();
}
void implementation();
...
};
struct derived : base<T> {
void implementation();
...
};
这两个类中都有 void implementation()函数，而且在基类的void interface()接口函数中用一个静态指针指向了implementation()函数。
实例化一个基类，并将派生类作为基类的参数。
base<derived> base_t;
base_t.implementation();
还是派生类中的implementation()函数呢？
由于我们已经在derived派生类中定义了implementation()函数，并且base类实例化时的参数指向了derived派生类。
所以base_t.implementation()调用的是派生类derived中的成员函数implementation()。
如果派生类derived中没有定义implementation()成员函数，
那么base_t.implementation()调用的是基类base中的成员函数implementation()。
因此，base类模板既可以调用当前的成员函数，还可以调用未来（派生类）的成员函数。
此特性称为“静态多态”，CRTP即使实现一种静态的多态效应。
2、上面已经描述了CRTP的基本使用。现在我们来做一个基于单片机的小项目，这里使用的新唐的NU_Tiny-EVB_120和 keil开发环境。本项目是一个CO探测器，其工作流程非常简单。
探测器自检初始化 ---> 传感器检测当前环境CO含量并发出状态警告 ---> 进入低功耗模式 ---> 30秒后唤醒单片机，传感器再次检测当前环境CO含量并发出状态警告 ---> 进入低功耗模式 ...以此循环。
先给出基于CRTP的基本框架。
//detector.h
#ifndef __Detector_H__
#define __Detector_H__
#include "routine.h"
template<typename T>
struct detector {
void fun() {
static_cast<T*>(this)->detector_init(0,"__DATE__");
for(;;){
static_cast<T*>(this)->detector_poll();
static_cast<T*>(this)->power_down();
}
}
void detector_poll() {
while( static_cast<T*>(this)->power_scan() );
static_cast<T*>(this)->sensor_scan();
static_cast<T*>(this)->danger_warn();
static_cast<T*>(this)->dev_state();
}
void detector_init(int, char*);
int power_scan();
void power_down();
void danger_warn();
void dev_state();
void sensor_scan();
};
template<typename T>
void detector<T>::detector_init(int, char*) { }
template<typename T>
void detector<T>::power_down() { }
template<typename T>
int detector<T>::power_scan() {return 0;}
/*xx厂家传感器*/
template<typename T>
void detector<T>::sensor_scan()
{
routine_tt.io();//传感器扫描用翻转io来指示
}
template<typename T>
void detector<T>::danger_warn() { }
template<typename T>
void detector<T>::dev_state() {}
/*----------------------------------------------------------------------------*/
/*yy厂家传感器*/
struct detector_a:detector<detector_a> {
/*void sensor_scan()
{
routine_tt.io();//传感器扫描用翻转io来指示
}*/
};
#endif
//main.cpp
#include"detector.h"
int main (void)
{
__enable_irq();
detector<detector_a> co_star;
co_star.fun();
while(1)
{
}
}
为了方便阅读，我删除了函数中具体的内容，只留下了一个最小框架。
detector<detector_a> co_star;
co_star.fun();
由于我们使用的传感器类型较多，每个厂家，每个型号 的传感器的工作方式又可能不尽相同。
所以我在detector模板中预留了一种传感器（xx厂家的传感器），其扫描方式为detector<T>::sensor_scan()。
其后因市场原因，又需要使用yy厂家的传感器，所以我在detector模板的基础上派生了一个detector_a类，
同样定义yy的扫描方式为sensor_scan()，只是在detector实例化的时候，将参数指向了detector_a .
/*yy厂家传感器*/
struct detector_a:detector<detector_a>{
void sensor_scan()
{
routine_tt.io();//传感器扫描用翻转io来指示
}
detector_a::sensor_scan()。
这里不仅仅传感器扫描可以通过CRTP来拓展，从fun() 到 detector_poll() 到 sensor_scan() 全都可以通过CRTP的静态多态效应来拓展/重构。
struct detector_a:detector<detector_a>{
void fun()
{
...
}
struct detector_a:detector<detector_a>{
void detector_poll()
{
...
}
本帖测试源代码也上传至此，具体的函数实现被我删掉了，仅以一个io翻转来做演示，请见谅。
NUC120CppDemo.rar
(231.12 KB)
如果您还想深入了解CRTP框架的嵌入式软件设计，可以看看john_lee老师的课程记录
https://bbs.21ic.com/icview-577248-1-1.html
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