概要

由于目前在做一個比較復雜的嵌入式項目，想要借此提升一下代碼的結構設計能力，所以想要以面向對象的思想來完成這個項目，即把每個板載外設資源視為一個對象，采用msp+bsp的模式，對每個bsp外設實現對象化處理，現有方案需要手動傳入對象引用，調用方法時比較麻煩，所以考慮簡化調用方式。

面向對象實現思路

現有方案

對象就是具有屬性與方法的集合體，以LED舉例，它的屬性就是端口，引腳，亮使能標志等，方法就是亮，滅。
了解到現有的c語言面向對象實現方法都需要手動傳入對象的引用，如下這種方式：

typedef struct _LED_TYPEDEF{
	//屬性
	struct _Privated_Attr{
		GPIO_InitTypeDef GPIO_Body;
		GPIO_TypeDef *GPIOx;
		GPIO_PinState ENbit;
	} Privated_Attr; 
	
	//方法
	void (*LightUp)(struct _LED_TYPEDEF *);
	void (*LightOff)(struct _LED_TYPEDEF *);
}LED_TypeDef;

上面的結構體中有一個嵌入的結構體變量，主要用途就是類似私有變量，類外不可直接訪問的目的，也是出于屬性只由方法操作，這樣可以對屬性值的合理性做出一定限制與約束，然后方法的參數必須加入對象的引用，也就是傳入對象地址。
此時調用方法為:

//實例化對象
LED_TypeDef BSP_LED1;
LED_TypeDef BSP_LED2;

//對象方法使用
BSP_LED1.LightUp(&BSP_LED1); //led1亮
BSP_LED2.LightOff(&BSP_LED2);//led2滅

這種方式比較麻煩，所以有必要引入c++的this指針方式。

this方案

目的：為了簡寫對象方法的調用模式。
所謂的this指針可以簡單理解為編譯器幫我們把對象引用傳遞到方法中了。

單一bsp方案

此單一bsp意為板子上只有這一個外設，所以這個bsp對象只需要一個this指針，以uart舉例

typedef struct _UART_OBJ_TYPEDEF{
	//屬性
	struct _PrivateAttr{
		uint16_t Buf_Cnt;
		UART_HandleTypeDef UARTxHandler;		
	}PrivateAttr;
	uint8_t Is_RX_OV;
	uint8_t Is_RX_OK;
	uint8_t RX_Buf[UART_RX_MAX_SIZE];
	
	//方法
	void (*SendChar)(struct _UART_OBJ_TYPEDEF *,uint8_t chr);
	void (*SendStr)(struct _UART_OBJ_TYPEDEF *,uint8_t *str);
	void (*ClearBuf)(void);
	void (*ClearFlag)(void);
	void (*BufAppend)(uint8_t byte);
	uint16_t (*GetBufLength)(void);
}UART_Obj_TypeDef;

可以看到方法中不再需要手動傳入對象引用了。

UART_Obj_TypeDef UART_Debug_Obj; //實例化對象
static UART_Obj_TypeDef *mthis = &UART_Debug_Obj; //this指針實現對象引用

這樣就利用static文件的作用域實現為每個bsp對象實現一個this指針效果。

//將數據放入緩沖區
UART_Debug_Obj.BufAppend(res);
//清空緩沖區
UART_Debug_Obj.ClearBuf();

多個同類bsp方案

對于多個同類bsp方案，有一個最大的缺點，只要涉及到多線程，或是中斷，就是會有線程安全的風險，因為使用的偏移變量是全局變量。

//bsp對象的this數組偏移量
#define BSP_LED1_OFFSET 0
#define BSP_LED2_OFFSET 1

//間接改變this的指向
#define BSP_LED1	(this_ledx = BSP_LED1_OFFSET);_BSP_LED1
#define BSP_LED2	(this_ledx = BSP_LED2_OFFSET);_BSP_LED2

struct _LED_TYPEDEF;

typedef struct _LED_TYPEDEF{
	struct _Privated_Attr{
		GPIO_InitTypeDef GPIO_Body;
		GPIO_TypeDef *GPIOx;
		GPIO_PinState ENbit;
	} Privated_Attr;
	void (*LightUp)(void);
	void (*LightOff)(void);
}LED_TypeDef;

使用宏定義的方式間接改變this的指向

//實例化2個同類對象
LED_TypeDef _BSP_LED1;
LED_TypeDef _BSP_LED2;
//this指針與this數組
static LED_TypeDef* This_Arr[LED_NUM] = {&_BSP_LED1,&_BSP_LED2};
static LED_TypeDef* mthis;
//this指向偏移量(因為外面要用，所以名字不要沖突，最好和bsp對象相關)
uint8_t this_ledx = BSP_LED1_OFFSET;

//方法定義
void LightUp(){
	mthis = This_Arr[this_ledx]; //通過this指針偏移來確定使用哪個對象
	HAL_GPIO_WritePin(mthis->Privated_Attr.GPIOx,\
	mthis->Privated_Attr.GPIO_Body.Pin,\
	mthis->Privated_Attr.ENbit);
}

總結

基于面向對象的思想對于代碼的結構和可讀性上都有一定的利處，特別在裸機編寫過程中，由于不受系統的干預，對于思路與框架的設計都清晰起來，目前還在不斷改善中，這種方式的缺陷也很明顯，只適用在靜態的情況，要想動態實現只有編譯器能操作了，但還是希望這種方式可以很好的在項目中使用。