C

设计模式、分层架构、可扩展性在桌面/服务器领域是最佳实践, 但搬到资源受限的 MCU 上时, 每个抽象层都有可量化的代价。本文通过一次信号处理 pipeline 重构的量化分析, 提炼出三个典型的过度设计模式 (为不存在的动态性付费、凭直觉拆锁、为假想需求预留架构), 并给出四维评估框架 (RAM/ROM/CPU/栈) 和轻量替代方案。

嵌入式设备的配置数据需要在 Flash/NvM 与内存之间可靠存取。本文从最简的裸 struct memcpy 出发，逐级递进到自定义 TLV、nanopb (Protocol Buffers C 实现) 和 c-capnproto (零拷贝固定布局)，形成四档方案对比。重点分析各方案在版本兼容、读写性能、维护成本上的取舍，并结合 Flash 扇区擦除特性论证为何整体重写并非性能瓶颈。

在没有面向对象语法的 C 语言中，策略模式和状态模式都通过函数指针表 (vtable) 模拟多态，代码结构几乎一致。本文从设计意图出发，用通用示例 (传感器滤波、通信协议状态机) 剖析二者的本质差异，并展示它们在同一系统中的协作方式。

以 state_machine 框架的重构为案例，展示如何将一个过程驱动的 C 语言状态机改造为数据驱动的层次状态机 (HSM)。涵盖转换表替代 switch-case、LCA 算法消除递归、用户缓冲区替代内部分配、守卫条件与内外转换区分等关键改造点，附完整数据结构和 API 设计。