[游戏开发]函数指针数组之LOG处理系统

通过前面的介绍，我们知道，嵌入式软件基本上是一个由外部激励驱动的系统。因此，在实现上有大量需要根据激励（包括收到的数据、用户输入的命令、有限状态机迁移等）的不同类型进行分门别类处理的情况。C语言提供了两种直接的机制可以用于处理这种情况：if/else和switch/case。一般对于分支较少的情况（一般3、4个以下），可以选用if/else；对于稍微多一些的情况（一般5、6个以下），可以选用switch/case。但是对于更多分支的情况，用这两种方式都不直观，影响可读性和可扩展性。本章主要介绍处理这种情况的一种有效方式—函数指针数组。

函数指针数组是元素为函数指针的一类数组。其形式一般为：

首先定义了一个函数指针类型Function_Pointer_t，其形参为一个正数iParameter，返回值类型为void。同时有三个函数Function1、Function2、Function3，与上述函数指针类型Function_Pointer_t，具有相同的形参类型和返回值类型。然后定义了一个函数指针数组funcPointerArray，其类型为Function_Pointer_t，有三个元素，分别为：Function1、Function2、Function3。然后可以数组元素的形式调用相应的函数，比如：

(funcPointerArray[0])(iPara);

调用的就是Function1(iPara)。

下面通过实际的例子来说明函数指针数组的应用。本篇介绍一个嵌入式系统中经常需要用到的LOG输出系统的实现，下一篇介绍一个Modbus的协议处理的实现。

LOG命令处理系统

在一般的嵌入式软件中，为了调试和问题定位的方便，都实现了相应的LOG输出或保存功能。但如果LOG系统保持常时运行，会在Flash使用寿命、耗电、运行性能等方面带来不利影响，因此，在实际运行中LOG系统经常是关闭的。如果在现场发现了问题，往往希望随时激活LOG系统，取得分析问题所必要的信息。激活LOG的方式一般有两种：一种方法是采用编译选项，只在调试版中包含LOG相关的代码，而在实际运行版本（发布版）中则不包含。这样虽然可以使得发布版尽量精简，但需要采集LOG信息时，只能重新下载调试版程序。这增加了操作的难度（比如有些设备在现场难以下载程序），而且有时重新下载程序也会导致重现问题的环境丢失。第二种是采用在线命令的方式激活，也即在发布版中也包含LOG相关的代码，但平时运行时，不保存或输出LOG；只有在需要采取LOG时，才通过命令的形式激活LOG功能。虽然这使得发布版的代码增大，但可以随时激活/关闭LOG功能，大大提高了现场问题解决的便利性。

LOG命令一般通过UART与用户交互，在PC侧利用通用的串口工具（如Windows自带的超级终端）等，以命令行的形式输入命令。利用该接口，除了可以开关LOG，也可以设定工作模式、串口波特率等。

另外，作为调试工具，往往先实现个别命令，然后在使用中逐渐添加，因此要求比较好的可扩展性。

在实现这样一个系统时，主要是对不同的命令进行处理：包括识别命令、执行相应的处理。假如有以下几条命令：

• logon??????????????????????? ??—打开LOG输出
• logoff??????????????????????????—关闭LOG输出
• setlogmode b/B/t/T? ? ?—设置LOG输出模式，指定b、B为二进制输出，t、T为文本输出。
• setrate baudrate? ? ? ? ?—设置波特率

因为需要对不同的命令分别处理，比较直观的实现方式是采用if/else或者switch/case，以下是用if/else实现时的代码：

通过判定输入命令行前若干个字符是否为支持的命令，调用相应的命令处理函数。在该例子中，处理各个命令的函数handleLogOn()，handleLogOff()，handleLogModeSetting()，handleBaudrateSetting()的具体实现没有给出。这种实现方式在命令数少的时候没有问题，但随着命令数量的增加，这个函数的可读性下降。而且handleLogCommands ()作为LOG命令处理的控制函数，与各个命令的处理耦合：需要增加/删除命令时，就需要修改该控制函数。

通过引入函数指针数组，就可以解耦控制函数和各个命令的处理，使命令的增减不影响控制函数。

在以上的实现中，命令定义数组和命令处理的函数指针数组是分开的。在命令增加/删除的时候，需要修改这两个数组，并实现相应的命令处理函数即可，不需要修改控制函数handleLogCommands()。但在命令增删的时候，需要同时修改两个数组，容易造成两个数组不一致。比如从命令数组中已经删除了某条命令，但处理函数被保留了，导致程序执行错误。为了避免这种问题，我们可以将命令及其处理放在一个数组中，如以下代码所示：

通过定义一个由指向命令的指针与其处理函数构成结构，并用其定义一个结构数组，从而将命令和其处理函数捆绑在了一起。这样在增删命令的时候只需要改动一处，就不易出错。

作为一般的原则，互相关联、存在内在联系的元素（变量、函数等）应该通过定义结构，尽量放在一起。比如在上面的例子中那样，将其定义在一个结构中。这就可以保证命令和命令处理函数同时存在，而且保持一致。

通过以上的说明可以看到，通过引入函数指针数组，解除了控制函数与具体命令处理函数的耦合。不但提高了程序的可读性，也使系统的扩展非常方便。

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