「編程之美」函數(shù)指針方法實(shí)現(xiàn)簡單狀態(tài)機(jī)(附代碼)
作者：技術(shù)讓夢想更偉大
有限狀態(tài)機(jī)FSM是有限個(gè)狀態(tài)及在這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移和動(dòng)作等行為的數(shù)學(xué)模型，是一種邏輯單元內(nèi)部的高效編程方法，可以根據(jù)不同狀態(tài)或者消息類型進(jìn)行相應(yīng)的處理邏輯，使得程序邏輯清晰易懂。
之前寫過一篇狀態(tài)機(jī)的實(shí)用文章，很多朋友說有幾個(gè)地方有點(diǎn)難度不易理解，今天給大家換種簡單寫法，使用函數(shù)指針的方法實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)。
狀態(tài)機(jī)簡介
有限狀態(tài)機(jī)FSM是有限個(gè)狀態(tài)及在這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移和動(dòng)作等行為的數(shù)學(xué)模型，是一種邏輯單元內(nèi)部的高效編程方法，可以根據(jù)不同狀態(tài)或者消息類型進(jìn)行相應(yīng)的處理邏輯，使得程序邏輯清晰易懂。
函數(shù)指針實(shí)現(xiàn)FSM
使用函數(shù)指針實(shí)現(xiàn)FSM可以分為3個(gè)步驟
- 建立相應(yīng)的狀態(tài)表和動(dòng)作查詢表
- 根據(jù)狀態(tài)表、事件、動(dòng)作表定位相應(yīng)的動(dòng)作處理函數(shù)
- 執(zhí)行完成后再進(jìn)行狀態(tài)的切換
代碼實(shí)現(xiàn)步驟
定義狀態(tài)數(shù)據(jù)的枚舉類型
- typedef enum {
- state_1=1,
- state_2,
- state_3,
- state_4
- }State;
定義事件的枚舉類型
- typedef enum{
- event_1=1,
- event_2,
- event_3,
- event_4,
- event_5
- }EventID;
定義狀態(tài)表的數(shù)據(jù)類型
- typedef struct
- {
- int event; //事件
- int CurState; //當(dāng)前狀態(tài)
- void (*eventActFun)(); //函數(shù)指針
- int NextState; //下一個(gè)狀態(tài)
- }StateTable;
定義處理函數(shù)及建立狀態(tài)表
- void f121()
- {
- printf("this is f121\n");
- }
- void f221()
- {
- printf("this is f221\n");
- }
- void f321()
- {
- printf("this is f321\n");
- }
- void f122()
- {
- printf("this is f122\n");
- }
- StateTable fTable[] =
- {
- //{到來的事件，當(dāng)前的狀態(tài)，將要要執(zhí)行的函數(shù)，下一個(gè)狀態(tài)}
- { event_1, state_1, f121, event_2 },
- { event_2, state_2, f221, event_3 },
- { event_3, state_3, f321, event_4 },
- { event_4, state_4, f122, event_1 },
- //add your code here
- };
狀態(tài)機(jī)類型，及狀態(tài)機(jī)接口函數(shù)
- /*狀態(tài)機(jī)類型*/
- typedef struct {
- int curState;//當(dāng)前狀態(tài)
- StateTable * stateTable;//狀態(tài)表
- int size;//表的項(xiàng)數(shù)
- }fsmType;
- /*狀態(tài)機(jī)注冊,給它一個(gè)狀態(tài)表*/
- void fsmRegist(fsmType* pFsm, StateTable* pTable)
- {
- pFsm->stateTable = pTable;
- }
- /*狀態(tài)遷移*/
- void fsmStateTransfer(fsmType* pFsm, int state)
- {
- pFsm->curState = state;
- }
- /*事件處理*/
- void fsmEventHandle(fsmType* pFsm, int event)
- {
- StateTable* pActTable = pFsm->stateTable;
- void (*eventActFun)() = NULL; //函數(shù)指針初始化為空
- int NextState;
- int CurState = pFsm->curState;
- int maxNum = pFsm->size;
- int flag = 0; //標(biāo)識(shí)是否滿足條件
- /*獲取當(dāng)前動(dòng)作函數(shù)*/
- for (int i = 0; i<maxNum; i++)
- {
- //當(dāng)且僅當(dāng)當(dāng)前狀態(tài)下來個(gè)指定的事件，我才執(zhí)行它
- if (event == pActTable[i].event && CurState == pActTable[i].CurState)
- {
- flag = 1;
- eventActFun = pActTable[i].eventActFun;
- NextState = pActTable[i].NextState;
- break;
- }
- }
- if (flag) //如果滿足條件了
- {
- /*動(dòng)作執(zhí)行*/
- if (eventActFun)
- {
- eventActFun();
- }
- //跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)狀態(tài)
- fsmStateTransfer(pFsm, NextState);
- }
- else
- {
- printf("there is no match\n");
- }
- }
附代碼
代碼直接復(fù)制過去就行啦，本想打包的，太麻煩了。
測試程序
- //編譯器：http://www.dooccn.com/cpp/
- //來源：技術(shù)讓夢想更偉大
- //作者：李肖遙
- #include <stdio.h>
- typedef enum {
- state_1=1,
- state_2,
- state_3,
- state_4
- }State;
- typedef enum{
- event_1=1,
- event_2,
- event_3,
- event_4,
- event_5
- }EventID;
- typedef struct {
- int event; //事件
- int CurState; //當(dāng)前狀態(tài)
- void (*eventActFun)(); //函數(shù)指針
- int NextState; //下一個(gè)狀態(tài)
- }StateTable;
- void f121()
- {
- printf("this is f121\n");
- }
- void f221()
- {
- printf("this is f221\n");
- }
- void f321()
- {
- printf("this is f321\n");
- }
- void f122()
- {
- printf("this is f122\n");
- }
- StateTable fTable[] =
- {
- //{到來的事件，當(dāng)前的狀態(tài)，將要要執(zhí)行的函數(shù)，下一個(gè)狀態(tài)}
- { event_1, state_1, f121, event_2 },
- { event_2, state_2, f221, event_3 },
- { event_3, state_3, f321, event_4 },
- { event_4, state_4, f122, event_1 },
- //add your code here
- };
- /*狀態(tài)機(jī)類型*/
- typedef struct {
- int curState;//當(dāng)前狀態(tài)
- StateTable * stateTable;//狀態(tài)表
- int size;//表的項(xiàng)數(shù)
- }fsmType;
- /*狀態(tài)機(jī)注冊,給它一個(gè)狀態(tài)表*/
- void fsmRegist(fsmType* pFsm, StateTable* pTable)
- {
- pFsm->stateTable = pTable;
- }
- /*狀態(tài)遷移*/
- void fsmStateTransfer(fsmType* pFsm, int state)
- {
- pFsm->curState = state;
- }
- /*事件處理*/
- void fsmEventHandle(fsmType* pFsm, int event)
- {
- StateTable* pActTable = pFsm->stateTable;
- void (*eventActFun)() = NULL; //函數(shù)指針初始化為空
- int NextState;
- int CurState = pFsm->curState;
- int maxNum = pFsm->size;
- int flag = 0; //標(biāo)識(shí)是否滿足條件
- /*獲取當(dāng)前動(dòng)作函數(shù)*/
- for (int i = 0; i<maxNum; i++)
- {
- //當(dāng)且僅當(dāng)當(dāng)前狀態(tài)下來個(gè)指定的事件，我才執(zhí)行它
- if (event == pActTable[i].event && CurState == pActTable[i].CurState)
- {
- flag = 1;
- eventActFun = pActTable[i].eventActFun;
- NextState = pActTable[i].NextState;
- break;
- }
- }
- if (flag) //如果滿足條件了
- {
- /*動(dòng)作執(zhí)行*/
- if (eventActFun)
- {
- eventActFun();
- }
- //跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)狀態(tài)
- fsmStateTransfer(pFsm, NextState);
- }
- else
- {
- printf("there is no match\n");
- }
- }
- int main()
- {
- fsmType pType;
- fsmRegist(&pType,fTable);
- pType.curState = state_1;
- pType.size = sizeof(fTable)/sizeof(StateTable);
- printf("init state:%d\n\n",pType.curState);
- fsmEventHandle(&pType,event_1);
- printf("state:%d\n\n",pType.curState);
- fsmEventHandle(&pType,event_2);
- printf("state:%d\n\n",pType.curState);
- fsmEventHandle(&pType,event_3);
- printf("state:%d\n\n",pType.curState);
- fsmEventHandle(&pType,event_4);
- printf("state:%d\n\n",pType.curState);
- fsmEventHandle(&pType,event_2);
- printf("state:%d\n\n",pType.curState);
- return 0;
- }
編譯結(jié)果
總結(jié)
使用函數(shù)指針實(shí)現(xiàn)的FSM的過程還是比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力的，但是這一切相對一大堆的if/else、switch/case來說都是值得的，當(dāng)你的程序規(guī)模變得越來越大的時(shí)候，基于這種表結(jié)構(gòu)的狀態(tài)機(jī)，維護(hù)程序起來會(huì)清晰很多。
責(zé)任編輯：未麗燕
來源：
今日頭條
