c++ - 在嵌入式编程中避免使用全局变量

Question

在我所涉足的嵌入式编程类型中，运行代码的确定性和透明性受到高度重视。我所说的透明度是指，例如，能够查看内存的任意部分并知道那里存储了哪些变量。因此，正如我确信嵌入式程序员所期望的那样，尽可能避免使用 new，如果无法避免，则仅限于初始化。

我理解这样做的必要性，但不同意我的同事这样做的方式，我也不知道更好的选择。

我们有几个全局结构数组和一些全局类。有一组用于互斥锁的结构，一组用于信号量，还有一组用于消息队列(这些在 main 中初始化)。对于运行的每个线程，拥有它的类是一个全局变量。

我遇到的最大问题是单元测试。当我想测试 #include 的全局变量但我不想测试该类时，如何插入模拟对象？

这是伪代码中的情况:

foo.h

#include "Task.h"
class Foo : Task {
public:
  Foo(int n);
  ~Foo();
  doStuff();
private:
  // copy and assignment operators here
}

bar.h

#include <pthread.h>
#include "Task.h"

enum threadIndex { THREAD1 THREAD2 NUM_THREADS };
struct tThreadConfig {
  char      *name,
  Task      *taskptr,
  pthread_t  threadId,
  ...
};
void startTasks();

bar.cpp

#include "Foo.h"

Foo foo1(42);
Foo foo2(1337);
Task task(7331);

tThreadConfig threadConfig[NUM_THREADS] = {
  { "Foo 1", &foo1, 0, ... },
  { "Foo 2", &foo2, 0, ... },
  { "Task",  &task, 0, ... }
};

void FSW_taskStart() {
    for (int i = 0; i < NUMBER_OF_TASKS; i++) {
        threadConfig[i].taskptr->createThread(  );
    }
}

如果我想要更多或更少的任务怎么办？ foo1 的构造函数中有一组不同的参数？我想我必须有一个单独的 bar.h 和 bar.cpp，这似乎比必要的工作要多得多。

Answer 1

如果您想先对此类代码进行单元测试，我建议您阅读 Working Effectively With Legacy Code另见 this .

基本上使用链接器插入模拟/假对象和函数应该是最后的手段，但仍然完全有效。

然而，您也可以使用控制反转，如果没有框架，这会将一些责任推给客户端代码。但它确实有助于测试。例如测试 FSW_taskStart()

tThreadConfig threadConfig[NUM_THREADS] = {
  { "Foo 1", %foo1, 0, ... },
  { "Foo 2", %foo2, 0, ... },
  { "Task",  %task, 0, ... }
};

void FSW_taskStart(tThreadConfig configs[], size_t len) {
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        configs[i].taskptr->createThread(  );
    }
}

void FSW_taskStart() {
    FSW_taskStart(tThreadConfig, NUM_THREADS);
}

void testFSW_taskStart() {
    MockTask foo1, foo2, foo3;
    tThreadConfig mocks[3] = {
          { "Foo 1", &foo1, 0, ... },
          { "Foo 2", &foo2, 0, ... },
          { "Task",  &foo3, 0, ... }
        };
    FSW_taskStart(mocks, 3);
    assert(foo1.started);
    assert(foo2.started);
    assert(foo3.started);
}

现在您可以将线程的模拟版本传递给“FSW_taskStart”，以确保该函数确实按要求启动线程。不幸的是，您必须依赖原始 FSW_taskStart 传递正确参数的事实，但您现在正在测试更多代码。