c语⾔switch⽤法状态机,「编程之美」⽤C语⾔实现状态机
(超实⽤)
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......
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:void runStateMachine(StateMachine* pSM, EventID evt) { StateTransform* pTrans; pTrans =
findTranss(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; ansNum = 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} }; ansform = 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:
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