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C语言设计模式嵌入式软件架构

共计 30 章节

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学习目标 · 课程结构 · 嵌入式软件架构与设计模式的关系

课程导入学习目标

嵌入式软件架构基础

嵌入式系统特点 · 分层架构 · 模块化设计

嵌入式软件架构基…嵌入式系统特点

C语言与面向对象思想

结构体 · 函数指针 · 封装

C语言面向对象思想

设计模式概述

设计模式定义 · 分类（创建型 · 结构型

设计模式概述设计模式定义

模块化与接口设计

头文件设计 · 信息隐藏 · 抽象接口

模块化接口设计

状态机模式

有限状态机（FSM）概念 · 状态表与状态函数实现 · 事件驱动状态机

状态机模式FSM

观察者模式

事件订阅与发布机制 · 回调函数实现 · 在传感器数据分发和任务通知中的应用

观察者模式事件订阅

命令封装 · 命令队列 · 可撤销操作

命令模式命令封装

算法族封装 · 函数指针策略表 · 在通信协议选择

策略模式算法族封装

适配器模式

硬件抽象层（HAL）设计 · 外设驱动适配 · 接口转换与兼容性处理

适配器模式HAL

远程代理 · 保护代理 · 缓存代理

代理模式远程代理

嵌入式中的单例实现（静态局部变量 · 原子操作） · 应用场景（系统时钟

单例模式嵌入式

简单工厂 · 工厂方法 · 抽象工厂

工厂模式简单工厂

建造者模式

复杂对象构建 · 初始化步骤封装 · 在系统配置和硬件初始化序列中的应用

建造者模式复杂对象构建

模板方法模式

算法骨架固定 · 步骤延迟到子类 · 在初始化流程和通信协议处理中的应用

模板方法模式算法骨架固定

责任链模式

请求传递链 · 处理者抽象 · 在中断处理

责任链模式请求传递链

迭代器模式

容器遍历抽象 · 指针运算封装 · 在嵌入式数据缓冲区（环形队列

迭代器模式容器遍历抽象

中介者模式

对象间交互解耦 · 消息转发 · 在任务调度和组件通信中的应用

介者模式对象间交互解耦

备忘录模式

状态保存与恢复 · 快照机制 · 在掉电保护和系统恢复中的应用

备忘录模式状态保存

访问者模式

数据结构与操作分离 · 在协议解析和配置遍历中的应用

访问者模式数据结构

解释器模式

语法解析 · 表达式求值 · 在命令行解释器和配置脚本中的应用

解释器模式语法解析

共享对象 · 资源复用 · 在图形显示和内存受限环境中的应用

享元模式共享对象

树形结构 · 递归操作 · 在文件系统和菜单层级中的应用

组合模式树形结构

抽象与实现分离 · 在驱动分层和跨平台移植中的应用

桥接模式抽象

装饰器模式

动态扩展功能 · 包装器实现 · 在日志增强

装饰器模式动态扩展功能

统一接口 · 简化调用 · 在系统初始化和外设管理中的应用

外观模式统一接口

嵌入式架构实战

基于状态机+观察者+命令模式设计一个…

嵌入式架构实战基于状态机+观察…

常见问题与反模式

过度设计 · 内存泄漏 · 回调陷阱

常见问题反模式

性能与资源优化

代码大小 · 执行效率 · RAM/ROM优化

性能资源优化

综合项目与总结

综合运用所学模式完成一个嵌入式项目（… · 通信协议栈） · 并总结课程要点与进阶方向

综合项目综合运用所学模式…