C 语言面向对象编程实例解析
选自 OnMicro OM6626 BLE SDK 中的 DFU（Device Firmware Upgrade）模块。
适合有一定 C 基础、想理解"如何在 C 中实现面向对象"的初级工程师。
一、先看最终效果：调用方完全不关心底层实现
在 onmicro_dfu.c 中，固件升级的核心逻辑是这样写存储操作的：
// 获取某个存储后端的接口指针constdfu_nvds_itf_t*flash_itf=&dfu_nvds_itf[DFU_NVDS_ITF_TYPE_FLASH];// 像调用对象方法一样调用flash_itf->enable();flash_itf->get(addr,&len,buf);flash_itf->put(addr,len,buf);flash_itf->del(addr,len);flash_itf->disable();不同之处只是数组索引不同——DFU_NVDS_ITF_TYPE_MBR、DFU_NVDS_ITF_TYPE_DUMMY、DFU_NVDS_ITF_TYPE_FLASH_EXT。同一个.get()调用，底层可以是读内部 Flash、读 MBR 分区表、甚至返回全0xFF的假数据。这就是多态。
二、第一步：定义"接口"（函数指针表）
文件：onmicro_dfu_nvds.h
// 这就是 C 语言中的"接口"——一个全是函数指针的结构体typedefstruct{uint8_t(*enable)(void);// 初始化uint8_t(*get)(uint32_tid,uint32_t*lengthPtr,void*buf);// 读取uint8_t(*put)(uint32_tid,uint32_tlength,void*buf);// 写入uint8_t(*del)(uint32_tid,uint32_tlength);// 擦除/删除uint8_t(*disable)(void);// 反初始化}dfu_nvds_itf_t;对应关系：
| C（函数指针表） | C++（类） |
|---|---|
dfu_nvds_itf_t | 抽象基类 / 接口 |
| 结构体内的 5 个函数指针 | 5 个纯虚函数 |
| 实现文件里创建的具体实例 | 派生类 + 虚表 |
为什么每个函数参数里没有"this"指针？
因为这个项目里每个"实现"的后端是全局唯一的（只有一个内部 Flash、一个 MBR 分区表），不需要区分实例。更完善的写法会把第一个参数设计为void *self。
三、第二步：实现"类"（提供具体函数，填表注册）
文件：onmicro_dfu_nvds.c
3.1 Flash 后端的实现
// 每个函数对标接口中的一个函数指针staticuint8_tonmicro_dfu_nvds_enable_flash(void){drv_sfs_enable();// 使能内部 Flash 控制器returnONMICRO_DFU_NVDS_ST_SUCCESS;}staticuint8_tonmicro_dfu_nvds_get_flash(uint32_taddr,uint32_t*lengthPtr,void*buf){drv_sfs_read(addr,buf,*lengthPtr);// 调用 Flash 驱动读returnONMICRO_DFU_NVDS_ST_SUCCESS;}staticuint8_tonmicro_dfu_nvds_put_flash(uint32_taddr,uint32_tlength,void*buf){drv_sfs_write(addr,buf,length);// 调用 Flash 驱动写returnONMICRO_DFU_NVDS_ST_SUCCESS;}staticuint8_tonmicro_dfu_nvds_erase_flash(uint32_taddr,uint32_tlength){drv_sfs_erase(addr,length);// 调用 Flash 驱动擦除returnONMICRO_DFU_NVDS_ST_SUCCESS;}staticuint8_tonmicro_dfu_nvds_disable_flash(void){returnONMICRO_DFU_NVDS_ST_SUCCESS;}3.2 MBR（分区表）后端的实现
staticuint8_tonmicro_dfu_nvds_get_mbr(uint32_tid,uint32_t*lengthPtr,void*buf){dfu_image_mbr_info*info=(dfu_image_mbr_info*)buf;// 调用 MBR 库读取分区信息if(id<=sizeof(mbr_types)/sizeof(mbr_types[0])&&mbr_read_part(mbr_types[id],&info->address,&info->length,&info->crc16)==0){returnONMICRO_DFU_NVDS_ST_SUCCESS;}else{returnONMICRO_DFU_NVDS_ST_FAILED;}}// ... 其余 4 个函数同理3.3 Dummy 后端的实现（占位 / 测试用）
staticuint8_tonmicro_dfu_nvds_get_dummy(uint32_tid,uint32_t*lengthPtr,void*buf){memset(buf,0xFF,*lengthPtr);// 全部填 FF，模拟空 FlashreturnONMICRO_DFU_NVDS_ST_SUCCESS;}// put/del/enable/disable 全部直接返回成功——这是个"空实现"3.4 组装：把函数指针填入虚表数组
constdfu_nvds_itf_tdfu_nvds_itf[]={[DFU_NVDS_ITF_TYPE_MBR]={// 索引 0：分区表后端onmicro_dfu_nvds_enable_mbr,onmicro_dfu_nvds_get_mbr,onmicro_dfu_nvds_put_mbr,onmicro_dfu_nvds_del_mbr,onmicro_dfu_nvds_disable_mbr},[DFU_NVDS_ITF_TYPE_FLASH]={// 索引 1：内部 Flash 后端onmicro_dfu_nvds_enable_flash,onmicro_dfu_nvds_get_flash,onmicro_dfu_nvds_put_flash,onmicro_dfu_nvds_erase_flash,onmicro_dfu_nvds_disable_flash},// ... CFG、EXT_FLASH 等后端[DFU_NVDS_ITF_TYPE_DUMMY]={// 索引 4：空后端onmicro_dfu_nvds_enable_dummy,onmicro_dfu_nvds_get_dummy,onmicro_dfu_nvds_put_dummy,onmicro_dfu_nvds_del_dummy,onmicro_dfu_nvds_disable_dummy},};四、第三步：配置层注入依赖
文件：onmicro_dfu_config.h
每个固件镜像的存储操作接口和元信息存储接口是可独立配置的：
typedefstruct{uint16_ttype;// 镜像类型（APP / PATCH / CONFIG ...）uint32_tbase_address1;// 基地址 1uint32_tbase_address2;// 基地址 2（双区备份用）uint32_tmax_length;// 最大长度constchar*describe;// 描述（仅调试用）constdfu_nvds_itf_t*image_ops_itf;// ← 镜像数据读写的接口constdfu_nvds_itf_t*info_ops_itf;// ← 镜像元信息读写的接口（可为空）uint16_tinfo_id;}dfu_image_t;constdfu_image_tdfu_image_types[]={{IMAGE_TYPE_APP,0x00044000,0x00044000,0x00040000,"Application",&dfu_nvds_itf[DFU_NVDS_ITF_TYPE_FLASH],// 镜像存在内部 FlashNULL,// 元信息不需要单独存储0x00},{IMAGE_TYPE_DUMMY,0x00000000,0x00000000,0xFFFFFFFF,"Dummy",&dfu_nvds_itf[DFU_NVDS_ITF_TYPE_DUMMY],// 镜像用空实现NULL,0x00},};关键在于：image_ops_itf和info_ops_itf是dfu_nvds_itf_t类型指针，可以指向数组中任意一个实现。新增一种存储后端，只需：
- 写 5 个
static函数 - 在
dfu_nvds_itf[]数组中加一项 - 在
dfu_image_types[]中把对应的镜像指向它
DFU 核心逻辑 onmicro_dfu.c不需要改一行代码。
五、执行时的调用流
以写入镜像数据为例（onmicro_dfu.c 第 281-297 行）：
// 1. 从当前镜像配置中取出操作接口constdfu_nvds_itf_t*write_itf=p_env->image_ops_itf;// 2. 统一调用——不需要知道底层是 Flash / MBR / Dummywrite_itf->enable();write_itf->put(write_addr,p_env->cache_recv_len,m_cache);write_itf->disable();对于获取新镜像地址的逻辑（第 170-210 行），同样使用接口切换：
if(img->type<IMAGE_TYPE_MBR_MAX){// 系统镜像 → 用 MBR 接口查分区表constdfu_nvds_itf_t*nvds_itf=&dfu_nvds_itf[DFU_NVDS_ITF_TYPE_MBR];nvds_itf->enable();nvds_itf->get(img->type,&len,&info);nvds_itf->disable();}elseif(img->type<IMAGE_TYPE_RAW){// 自定义镜像 → 用配置中的 info_ops_itfconstdfu_nvds_itf_t*nvds_itf=cmd_img_info->info_ops_itf;// ... same pattern ...}六、总结：这个模式的核心思想
┌─────────────────────────┐ │ dfu_nvds_itf_t │ ← "接口"（struct of function pointers） │ ┌───────────────────┐ │ │ │ enable() │ │ │ │ get() │ │ │ │ put() │ │ │ │ del() │ │ │ │ disable() │ │ │ └───────────────────┘ │ └───────┬───────┬─────────┘ │ │ ┌─────────────┘ └─────────────┐ ▼ ▼ ┌──────────────────┐ ┌──────────────────┐ │ Flash 实现 │ │ MBR 实现 │ │ drv_sfs_read() │ │ mbr_read_part() │ │ drv_sfs_write() │ │ mbr_write_part() │ └──────────────────┘ └──────────────────┘ │ │ └───────────────┬───────────────────┘ ▼ ┌─────────────────────┐ │ dfu_nvds_itf[] 数组 │ ← "注册表" │ [0] = MBR 实现 │ │ [1] = Flash 实现 │ │ [2] = CFG 实现 │ │ [3] = Ext Flash 实现 │ │ [4] = Dummy 实现 │ └─────────────────────┘三个关键技巧：
| 技巧 | C 中的实现 | 对应的 OOP 概念 |
|---|---|---|
| 1. 结构体里放函数指针 | typedef struct { uint8_t (*get)(...); } dfu_nvds_itf_t; | 虚表 / 接口 |
2.static函数隐藏实现 | 所有后端实现函数都声明为static | 封装（private 方法） |
| 3. 运行时选择实现 | 通过数组索引或指针切换不同表项 | 多态 / 依赖注入 |
为什么嵌入式开发要这么写？
- 零额外开销：函数指针调用在 ARM 上是
BLX Rn，和直接函数调用开销几乎一样。没有 C++ 虚函数的多级间接跳转。 - 无堆分配：虚表是
const全局数组，编译时就确定，不占 RAM。 - 可测试：可以插入 Dummy 后端（返回全
0xFF），不操作真实硬件即可测试升级流程。 - 易扩展：加一种新存储后端（比如 SPI NOR Flash），只需要新增一个文件写 5 个
static函数，在数组中注册一行。
