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阿里云企业网站模板,wordpress云主机年付5美元,网站建设公司一年赚多少,企业网上书店网站建设设计目录 图像层的底层抽象——绘图设备抽象 如何抽象一个绘图设备#xff1f; 桥接绘图设备#xff0c;特化为OLED设备 题外话#xff1a;设备的属性#xff0c;与设计一个相似函数化简的通用办法 使用函数指针来操作设备 总结一下 图像层的底层抽象——绘图设备抽象 在…目录 图像层的底层抽象——绘图设备抽象 如何抽象一个绘图设备 桥接绘图设备特化为OLED设备 题外话设备的属性与设计一个相似函数化简的通用办法 使用函数指针来操作设备 总结一下 图像层的底层抽象——绘图设备抽象 在上一篇博客中我们完成了对设备层的抽象。现在我们终于可以卖出雄心壮志的一步了那就是尝试去完成一个最为基础的图形库。我们要做的就是设计一个更加复杂的绘图设备。 为什么是绘图设备呢我们程序员都是懒蛋想要最大程度的复用代码省最大的力气干最多的事情。所以我们的图像框架在未来还会使用LCD绘制还会使用其他形形色色的绘制设备来绘制我们的图像。而不仅限于OLED。所以让我们抽象一个可以绘制的设备而不是一个OLED设备是非常重要的。 一个绘图设备是OLED设备的的子集。他可以开启关闭完成绘制操作刷新绘制操作清空绘制操作。仅此而已。 typedef void*   CCDeviceRawHandle; typedef void*   CCDeviceRawHandleConfig; ​ // 初始化设备设备需要做一定的初始化后才能绘制图形 typedef void(Initer)(CCDeviceHandler handler, CCDeviceRawHandleConfig config); ​ // 清空设备 typedef void(ClearDevice)(CCDeviceHandler handler); ​ // 更新设备 typedef void(UpdateDevice)(CCDeviceHandler handler); ​ // 反色设备 typedef void(ReverseDevice)(CCDeviceHandler handler); ​ // 绘制点 typedef void(SetPixel)(CCDeviceHandler handler, uint16_t x, uint16_t y); ​ // 绘制面 typedef void(DrawArea)(CCDeviceHandler handler, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height, uint8_t* sources ); ​ // 面操作清空反色更新等等反正不需要外来提供绘制资源的操作 typedef void(AreaOperation)(CCDeviceHandler handler, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height ); ​ // 这个比较新笔者后面讲 typedef enum{CommonProperty_WIDTH,CommonProperty_HEIGHT,CommonProperty_SUPPORT_RGB }CommonProperty; ​ // 获取资源的属性 typedef void(FetchProperty)(CCDeviceHandler, void, CommonProperty p); ​ // 一个绘图设备可以完成的操作 // 提示其实可以化简一些函数指针或者说方法是没有必要存在的思考一下如何化简呢 typedef struct __DeviceOperations {Initer         init_function;ClearDevice     clear_device_function;UpdateDevice   update_device_function;SetPixel       set_pixel_device_function;ReverseDevice   reverse_device_function;DrawArea       draw_area_device_function;AreaOperation   clearArea_function;AreaOperation   updateArea_function;AreaOperation   reverseArea_function;FetchProperty   property_function; }CCDeviceOperations; ​ // 一个绘图设备的最终抽象 typedef struct __DeviceProperty {/ device type /CCDeviceType           device_type;/ device raw data handle /CCDeviceRawHandle       handle;/ device functions /CCDeviceOperations     operations; }CCDeviceHandler; 设计上笔者是自底向上设计的笔者现在打算自顶向下带大伙解读一下我的代码。 如何抽象一个绘图设备 这个设备是什么是一个OLED还是一个LCD / device type / CCDeviceType           device_type; 这个设备的底层保存资源是什么当我们动手准备操作的时候需要拿什么进行操作呢 / device raw data handle /CCDeviceRawHandle       handle; 你不需要在使用的时候关心他到底是什么因为我们从头至尾都在使用接口进行操作你只需要知道一个绘图设备可以绘制图像这就足够了 / device functions /CCDeviceOperations     operations; 这里是我们的命根子一个绘图设备可以完成的操作。我们在之后的设计会大量的见到operations这个操作。 笔者的operations借鉴了Linux是如何抽象文件系统的代码。显然一个良好的面对对象C编写规范的参考代码就是Linux的源码 下一步就是DeviceType有哪些呢目前我们开发的是OLED也就意味着只有OLED是一个合法的DeviceType typedef enum{OLED_Type }CCDeviceType; 最后我们需要思考的是如何定义一个绘图设备的行为呢我们知道我们现在操作的就是一个OLED所以我们的问题实际上就转化成为 当我们给定了一个明确的是OLED设备的绘图设备的时候怎么联系起来绘图设备和OLED设备呢 答案还是回到我们如何抽象设备层的代码上那就是根据我们的类型来选择我们的方法。 / calling this is not encouraged! / void __register_paintdevice(CCDeviceHandler blank_handler, CCDeviceRawHandle raw_handle, CCDeviceRawHandleConfig config, CCDeviceType type); ​ #define register_oled_paintdevice(handler, raw, config) __register_paintdevice(handler, raw, config, OLED_Type) 所以我们注册一个OLED的绘图设备只需要调用接口register_oled_paintdevice就好了提供一个干净的OLED_HANDLE和初始化OLED_HANDLE所需要的资源我们的设备也就完成了初始化。 #include Graphic/device_adapter/CCGraphic_device_oled_adapter.h #include Graphic/CCGraphic_device_adapter.h ​ void __register_paintdevice(CCDeviceHandler* blank_handler, CCDeviceRawHandle raw_handle, CCDeviceRawHandleConfig config, CCDeviceType type) {blank_handler-handle raw_handle;blank_handler-device_type type;switch(type){case OLED_Type:{blank_handler-operations.init_function (Initer)init_device_oled;blank_handler-operations.clear_device_function clear_device_oled;blank_handler-operations.set_pixel_device_function setpixel_device_oled;blank_handler-operations.update_device_function update_device_oled;blank_handler-operations.clearArea_function clear_area_device_oled;blank_handler-operations.reverse_device_function reverse_device_oled;blank_handler-operations.reverseArea_function reversearea_device_oled;blank_handler-operations.updateArea_function update_area_device_oled;blank_handler-operations.draw_area_device_function draw_area_device_oled;blank_handler-operations.property_function property_fetcher_device_oled;}break;}blank_handler-operations.init_function(blank_handler, config); } 这个仍然是最空泛的代码我们只是简单的桥接了一下声明我们的设备是OLED还有真正完成桥接的文件CCGraphic_device_oled_adapter文件没有给出来。所以让我们看看实际上是如何真正的完成桥接的。 桥接绘图设备特化为OLED设备 什么是桥接什么是特化桥接指的是讲一个抽象结合过度到另一个抽象上在这里我们讲绘图设备引渡到我们的OLED设备而不是其他更加宽泛的设备上去而OLED设备属于绘图设备的一个子集看起来我们就像是把虚无缥缈的“绘图设备”落地了把一个抽象的概念更加具体了。我们的聊天从“用绘图设备完成XXX”转向了“使用一个OLED作为绘图设备完成XXX”了。这就是特化将一个概念明晰起来。 #include Graphic/CCGraphic_device_adapter.h #include OLED/Driver/oled_config.h ​ /* * 提供用于 OLED 设备的相关操作函数 / ​ /** struct CCGraphic_OLED_Config* brief OLED 设备的配置结构体/ typedef struct {OLED_Driver_Type   createType;     // OLED 驱动类型软 I2C、硬 I2C 等void               related_configs; // 与驱动相关的具体配置 } CCGraphic_OLED_Config; ​ /*** brief 初始化 OLED 设备* param blank 空的设备句柄初始化后填充* param onProvideConfigs OLED 配置参数指针包含驱动类型及配置* * note 调用此函数时需要传递初始化好的配置软 I2C 或硬 I2C 配置等/ void init_device_oled(CCDeviceHandler blank, CCGraphic_OLED_Config* onProvideConfigs); ​ /*** brief 刷新整个 OLED 屏幕内容* param handler 设备句柄/ void update_device_oled(CCDeviceHandler handler); ​ /*** brief 清空 OLED 屏幕内容* param handler 设备句柄/ void clear_device_oled(CCDeviceHandler handler); ​ /*** brief 设置指定位置的像素点* param handler 设备句柄* param x 横坐标* param y 纵坐标/ void setpixel_device_oled(CCDeviceHandler handler, uint16_t x, uint16_t y); ​ /*** brief 清除指定区域的显示内容* param handler 设备句柄* param x 区域起点的横坐标* param y 区域起点的纵坐标* param width 区域宽度* param height 区域高度/ void clear_area_device_oled(CCDeviceHandler handler, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height); ​ /*** brief 更新指定区域的显示内容* param handler 设备句柄* param x 区域起点的横坐标* param y 区域起点的纵坐标* param width 区域宽度* param height 区域高度/ void update_area_device_oled(CCDeviceHandler handler, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height); ​ /*** brief 反转整个屏幕的显示颜色* param handler 设备句柄/ void reverse_device_oled(CCDeviceHandler handler); ​ /*** brief 反转指定区域的显示颜色* param handler 设备句柄* param x 区域起点的横坐标* param y 区域起点的纵坐标* param width 区域宽度* param height 区域高度/ void reversearea_device_oled(CCDeviceHandler handler, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height); ​ /*** brief 绘制指定区域的图像* param handler 设备句柄* param x 区域起点的横坐标* param y 区域起点的纵坐标* param width 区域宽度* param height 区域高度* param sources 图像数据源指针/ void draw_area_device_oled(CCDeviceHandler handler, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height, uint8_t* sources ); ​ /*** brief 获取设备属性* param handler 设备句柄* param getter 属性获取指针* param p 属性类型/ void property_fetcher_device_oled(CCDeviceHandler handler, void* getter, CommonProperty p ); ​ 好在代码实际上并不困难具体的代码含义我写在下面了可以参考看看 #include Graphic/device_adapter/CCGraphic_device_oled_adapter.h #include OLED/Driver/oled_base_driver.h ​ /*** brief 初始化 OLED 设备* * 根据提供的配置软 I2C、硬 I2C、软 SPI、硬 SPI初始化 OLED 设备。* * param blank 空的设备句柄初始化后填充* param onProvideConfigs OLED 配置参数指针包含驱动类型及具体配置/ void init_device_oled(CCDeviceHandler blank, CCGraphic_OLED_Config* onProvideConfigs) {OLED_Handle* handle (OLED_Handle)(blank-handle);OLED_Driver_Type type onProvideConfigs-createType; ​switch(type){case OLED_SOFT_IIC_DRIVER_TYPE:oled_init_softiic_handle(handle,(OLED_SOFT_IIC_Private_Config) (onProvideConfigs-related_configs));break; ​case OLED_HARD_IIC_DRIVER_TYPE:oled_init_hardiic_handle(handle, (OLED_HARD_IIC_Private_Config)(onProvideConfigs-related_configs));break; ​case OLED_SOFT_SPI_DRIVER_TYPE:oled_init_softspi_handle(handle,(OLED_SOFT_SPI_Private_Config)(onProvideConfigs-related_configs));break; ​case OLED_HARD_SPI_DRIVER_TYPE:oled_init_hardspi_handle(handle,(OLED_HARD_SPI_Private_Config)(onProvideConfigs-related_configs));break;} } ​ /** brief 刷新整个 OLED 屏幕内容* * param handler 设备句柄/ void update_device_oled(CCDeviceHandler handler) {OLED_Handle* handle (OLED_Handle)handler-handle;oled_helper_update(handle); } ​ /** brief 清空 OLED 屏幕内容* * param handler 设备句柄/ void clear_device_oled(CCDeviceHandler handler) {OLED_Handle* handle (OLED_Handle)handler-handle;oled_helper_clear_frame(handle); } ​ /** brief 设置指定位置的像素点* * param handler 设备句柄* param x 横坐标* param y 纵坐标/ void setpixel_device_oled(CCDeviceHandler handler, uint16_t x, uint16_t y) {OLED_Handle* handle (OLED_Handle)handler-handle;oled_helper_setpixel(handle, x, y); } ​ /** brief 清除指定区域的显示内容* * param handler 设备句柄* param x 区域起点的横坐标* param y 区域起点的纵坐标* param width 区域宽度* param height 区域高度/ void clear_area_device_oled(CCDeviceHandler handler, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height) {OLED_Handle* handle (OLED_Handle)handler-handle;oled_helper_clear_area(handle, x, y, width, height); } ​ /** brief 更新指定区域的显示内容* * param handler 设备句柄* param x 区域起点的横坐标* param y 区域起点的纵坐标* param width 区域宽度* param height 区域高度/ void update_area_device_oled(CCDeviceHandler handler, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height) {OLED_Handle* handle (OLED_Handle)handler-handle;oled_helper_update_area(handle, x, y, width, height); } ​ /** brief 反转整个屏幕的显示颜色* * param handler 设备句柄/ void reverse_device_oled(CCDeviceHandler handler) {OLED_Handle* handle (OLED_Handle)handler-handle;oled_helper_reverse(handle); } ​ /** brief 反转指定区域的显示颜色* * param handler 设备句柄* param x 区域起点的横坐标* param y 区域起点的纵坐标* param width 区域宽度* param height 区域高度/ void reversearea_device_oled(CCDeviceHandler handler, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height) {OLED_Handle* handle (OLED_Handle)handler-handle;oled_helper_reversearea(handle, x, y, width, height); } ​ /** brief 绘制指定区域的图像* * param handler 设备句柄* param x 区域起点的横坐标* param y 区域起点的纵坐标* param width 区域宽度* param height 区域高度* param sources 图像数据源指针/ void draw_area_device_oled(CCDeviceHandler handler, uint16_t x, uint16_t y, uint16_t width, uint16_t height, uint8_t* sources ){OLED_Handle* handle (OLED_Handle)handler-handle;oled_helper_draw_area(handle, x, y, width, height, sources); } ​ /** brief 获取 OLED 设备属性* * param handler 设备句柄* param getter 属性获取指针* param p 属性类型如高度、宽度、是否支持 RGB 等/ void property_fetcher_device_oled(CCDeviceHandler handler, void* getter, CommonProperty p ) {OLED_Handle* handle (OLED_Handle)handler-handle;switch (p){case CommonProperty_HEIGHT:{   int16_t pHeight (int16_t*)getter;pHeight oled_height(handle);} break; ​case CommonProperty_WIDTH:{int16_t pWidth (int16_t*)getter;pWidth oled_width(handle);} break; ​case CommonProperty_SUPPORT_RGB:{uint8_t pSupportRGB (uint8_t*)getter;*pSupportRGB oled_support_rgb(handle);} break; ​default:break;} } 题外话设备的属性与设计一个相似函数化简的通用办法 绘图设备有自己的属性比如说告知自己的可绘图范围是否支持RGB色彩绘图等等我们的办法是提供一个对外暴露的可以访问的devicePropertyEnum typedef enum{CommonProperty_WIDTH,CommonProperty_HEIGHT,CommonProperty_SUPPORT_RGB }CommonProperty; 设计一个接口这个接口函数就是FetchProperty typedef void(FetchProperty)(CCDeviceHandler, void*, CommonProperty p); 上层框架代码提供一个承接返回值的void和查询的设备以及查询类型我们就返回这个设备的期望属性 /** brief 获取 OLED 设备属性* * param handler 设备句柄* param getter 属性获取指针* param p 属性类型如高度、宽度、是否支持 RGB 等/ void property_fetcher_device_oled(CCDeviceHandler handler, void* getter, CommonProperty p ) {OLED_Handle* handle (OLED_Handle)handler-handle;switch (p){case CommonProperty_HEIGHT:{   int16_t pHeight (int16_t*)getter;pHeight oled_height(handle);} break; ​case CommonProperty_WIDTH:{int16_t pWidth (int16_t*)getter;pWidth oled_width(handle);} break; ​case CommonProperty_SUPPORT_RGB:{uint8_t pSupportRGB (uint8_t*)getter;pSupportRGB oled_support_rgb(handle);} break; ​default:break;} } 这个就是一种设计返回相似内容的数据的设计思路将过多相同返回的函数简化为一个函数将差异缩小到使用枚举宏而不是一大坨函数到处拉屎的设计方式 任务提示笔者这里实际上做的不够好你需要知道的是我在这里是没有做错误处理的。啥意思你必须让人家知道你返回的值是不是合法的人家才知道这个值敢不敢用。 笔者提示您两种办法 返回值上动手脚这个是笔者推介的也是Linux设备代码中使用的那就是将属性获取的函数签名返回值修改为uint8_t或者更进一步的封装 typedef enum {FETCH_PROPERTY_FAILED; // 0, YOU CAN USE AS FALSE, BUT NOT RECOMMENDED!FETCH_PROPERTY_SUCCESS; // 1, YOU CAN USE AS TRUE, BUT NOT RECOMMENDED! }FetchPropertyStatus; ​ /** brief 获取 OLED 设备属性* * param handler 设备句柄* param getter 属性获取指针* param p 属性类型如高度、宽度、是否支持 RGB 等* return / FetchPropertyStatus property_fetcher_device_oled(CCDeviceHandler handler, void* getter, CommonProperty p ) {OLED_Handle* handle (OLED_Handle)handler-handle;switch (p){case CommonProperty_HEIGHT:{   int16_t pHeight (int16_t*)getter;pHeight oled_height(handle);} break; ​case CommonProperty_WIDTH:{int16_t pWidth (int16_t*)getter;pWidth oled_width(handle);} break; ​case CommonProperty_SUPPORT_RGB:{uint8_t pSupportRGB (uint8_t*)getter;pSupportRGB oled_support_rgb(handle);} break; ​default:return FETCH_PROPERTY_FAILED; // not supported property}return FETCH_PROPERTY_SUCCESS; // fetched value can be used for further } 使用上事情也就变得非常的简单笔者后面的一个代码   int16_t device_width 0;device_handle-operations.property_function(device_handle, device_width, CommonProperty_WIDTH);int16_t device_height 0;device_handle-operations.property_function(device_handle, device_height, CommonProperty_HEIGHT); 也就可以更加合理的修改为   FetchPropertyStatus status;// fetch the width propertyint16_t device_width 0;status device_handle-operations.property_function(device_handle, device_width, CommonProperty_WIDTH);// check if the value validif(!statue){// handling error, or enter HAL_Hard_Fault… anyway!}int16_t device_height 0;statue device_handle-operations.property_function(device_handle, device_height, CommonProperty_HEIGHT);// check if the value validif(!statue){// handling error, or enter HAL_Hard_Fault… anyway!}// now pass the check// use the variable directly… 选取一个非法值。比如说 #define INVALID_PROPERTY_VALUE -1 … default:{ (int8_t)value (int8_t*)getter;value INVALID_PROPERTY_VALUE;} 但是显然不好我们没办法区分是不支持这个属性呢还是设备的返回值确实就是-1呢谁知道呢所以笔者很不建议在这样的场景下这样做甚至更糟糕的如果是返回设备的长度我们使用的是uint16_t接受那么我们完全没办法区分究竟是设备是0xFFFF长还是是非法值呢我们一不小心把判断值的非法和值的含义本身混淆在一起了 现在我们就可以完成对一整个设备的抽象了。 使用函数指针来操作设备 笔者之前的代码已经反反复复出现了使用函数指针而不是调用函数来进行操作从开销分析上讲我们多了若干次的解引用操作但是从封装上我们明确的归属了函数隶属于绘图设备的方法在极大量的代码下这样起到了一种自说明的效果。 比起来在业务层次拿库做应用的层次比如说开发一个OLED菜单做一个恐龙奔跑小游戏或者是绘制电棍突脸尖叫的动画我们只需要强调是这个设备在绘图 device_handle-operations.updateArea_function(…); 而不是我们让绘图的是这个设备 updateArea_device(device_handle, …); 显然前者更加的自然。 总结一下 其实就是完成了对绘图设备的特化现在我们终于可以直接使用Device作为绘图设备而不是OLED_Handle下一步我们就开始真正的手搓设备绘制了。 目录导览 总览 协议层封装 OLED设备封装 绘图设备抽象 基础图形库封装 基础组件实现 动态菜单组件实现