硬件抽象层（HAL）中的实现的动态切换

Question

我正在尝试实现硬件抽象层（HAL），以使用所有相同的接口访问多个类似的设备。问题是，我应该如何针对一种设备类别与另一种设备类别实施动态转换。以下代码显示了我实际上是如何做到的。但是，我不确定此实现是否足够安全。特别是我不确定使用'shared_ptr'切换实现的正确方法，还是使用工厂模式甚至更多抽象会更好。您对实现这种动态HAL有何建议？

#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>

using namespace std;

// Common HAL base class
struct Base {
  virtual string Identify() {return string("Baseclass");}
  Base() {cout << "Base Constructor" << '\n';}
  virtual ~Base() {cout << "Base Destructor" << '\n';} 
  // Important to make destructor virtual so that destructor of derived classes is invoked, too
};

// HAL Device 1 Implementation
struct Derived1: public Base {
  string Identify() override {return string("Derived 1 class");}
  Derived1() {cout << "Derived1 Constructor" << '\n';}
  ~Derived1() {cout << "Derived1 Destructor" << '\n';}
};

// HAL Device 2 Implementation
struct Derived2: public Base {
  string Identify() override {return string("Derived 2 class");}
  Derived2() {cout << "Derived2 Constructor" << '\n';}
  ~Derived2() {cout << "Derived2 Destructor" << '\n';}
};

// Switches implementation via setting a pointer to a class instance
struct ImplementationDispatcher {
  shared_ptr<Base> Impl = make_shared<Base>();

  Base& Implementation() {return *Impl;}
  void SetImplementation(shared_ptr<Base> impl) {Impl = impl;}
};

// Top level class which calls HAL device functions
struct Actor {
  ImplementationDispatcher HAL;

  void Work() {cout << HAL.Implementation().Identify() << '\n';}
  void SetActor(shared_ptr<Base> newImpl) {HAL.SetImplementation(newImpl);}
};

int main()
{
  Actor actor;

  actor.Work();
  actor.SetActor(make_shared<Derived1>());
  actor.Work();
  actor.SetActor(make_shared<Derived2>());
  actor.Work();
}

我为所有设备定义了具有通用功能的基类（在本示例中，这只是Identify()方法）。然后，我为设备实现Derived1和Derived2派生类。我想在主代码中的那些实现之间切换（例如，设备选择器或其他类似的东西。在示例中，这只是通过从主调用setter来完成的）。为了实现切换，我添加了一个类ImplementationDispatcher，该类为隔离目的将一个shared_ptr保留到当前实现中，类似于pimpl习惯用法。切换是通过向switcher类提供来自base的子类的新实例来完成的。

Answer 1

似乎是过度工程。只需实现您的抽象设备并将适当的实例传递给Work。至少在您的示例中，根本不需要ImplementationDispatcher。