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    关于状态机,基础的知识点可以自行理解,讲解的很多,这里主要是想写一个有限状态机FSM通用的写法,目的在于更好理解,移植,节省代码阅读与调试时间,体现出编程之美。

 

传统的实现方案

*
if...else : 搞一大堆if else, 一个函数写很长很长......

*
swich...case : 也搞一大堆一个函数写很长很长......

 

    先来看看最近做的一个项目,无线通信协议实现的状态机是什么样子的:

 

 


    有三种类型的事件:上层下达的命令事件;下层到达的标志和数据传输事件;超时定时器超时事件。有10种状态,关联性很大,复杂了吧,这要是各种if/else的要写到什么时候呢。

 

    偷偷放一张讨论的图,乱七八糟形容很恰当。



 

    在事件中判断状态,在状态中判断事件,横竖两种写法的代码都比较冗长,看起来呢也不大好,一旦增减,就又要动脑子重新梳理一遍,很累的。

 

    怎么去写呢?其状态机原理:在根据当前状态(cur_state)
下,发生事件(event)后,转移到下一个状态号(nxt_state),决定执行的动作(action)。盗用一个图吧

 



 

    这里我们首先定义一个结构体如下:
typedef struct { State curState;//当前状态 EventID eventId;//事件ID State nextState;
//下个状态 Action action;//具体表现} StateTransform;
 

 

    我们假设有3种状态,这里可以随意增加,状态枚举如下:
typedef enum { state_1=1, state_2, state_3} State;
 

    我们假设有5个事件,也可以随意增加,事件ID枚举如下:
typedef enum{ event_1=1, event_2, event_3, event_4, event_5}EventID;
 

    将其封装起来在StateMachine中:
typedef struct{ State state; int transNum; StateTransform* transform;
}StateMachine;
 

 

    具体流程:当前状态-有事件触发-跳到下个状态-具体表现,重构代码
StateTransform* findTranss(StateMachine* pSM, const EventID evt){ int i; for
(i =0; i < pSM->transNum; i++) { if ((pSM->transform[i].curState == pSM->state)
&& (pSM->transform[i].eventId == evt)) { return &pSM->transform[i]; } } return
NULL; }
 

    状态机实现如下:
StateTransformm* pTrans; pTrans = findTrans(pSM, evt); if (pTrans == NULL) {
xil_printf("CurState= %s Do not process enent: %s\r\n", pSM->state,evt); return
; } pSM->state = pTrans->nextState; Action act = pTrans->action; if (act ==
NULL) { xil_printf("change state to %s. No action\r\n",pSM->state); return; }
act(&evt);
 

    最后我模拟一些随机事件,我们只需要弄清楚事件ID,状态切换,具体表现就可以了,在代码中就是填写 stateTran[] 这个表
,一旦有增减事件,状态等等,也不需要再去使用switch/case,特费脑,其代码如下:
int run() { StateMachine stateMachine; stateMachine.state = state_1;
stateMachine.transNum= 7; StateTransform stateTran[] = {
{state_1,event_3,state_2,f121}, {state_1,event_4,state_2,NULL},
{state_2,event_1,state_3,f231}, {state_2,event_4,state_2,f221},
{state_3,event_2,state_1,f311}, {state_3,event_3,state_2,f321},
{state_3,event_5,state_3,f331} }; stateMachine.transform= stateTran; EventID
inputEvent[15] = { event_1, event_2, event_3, event_4, event_5, event_1,
event_2, event_3, event_4, event_5, event_1, event_2, event_3, event_4, event_5
};int i; for (i = 0; i < 15; i++) { runStateMachine(&stateMachine,
inputEvent[i]); }return 0; }
 

    最后运行结果如下



 

 

总结:

    状态机应用很广泛,也可以锻炼我们写代码的逻辑思维,看清问题的本质,写的代码才能赏心悦目,希望大家能够多多指点,找到编程的乐趣,欣赏到编程之美。

 

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