函數(shù)指針方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單狀態(tài)機(jī)（附代碼）

之前寫過(guò)一篇狀態(tài)機(jī)的實(shí)用文章，很多朋友說(shuō)有幾個(gè)地方有點(diǎn)難度不易理解，今天給大家換種簡(jiǎn)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(jiǎn)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

1. 建立相應(yīng)的狀態(tài)表和動(dòng)作查詢表

2. 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)

3. 執(zhí)行完成后再進(jìn)行狀態(tài)的切換

代碼實(shí)現(xiàn)步驟

1. 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;

2. 定義事件的枚舉類型

typedef?enum{
??event_1=1,
??event_2,
??event_3,
??event_4,
??event_5
}EventID;

3. 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;

4. 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(lái)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
};

5. 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(cè),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????{
????????//當(dāng)且僅當(dāng)當(dāng)前狀態(tài)下來(lái)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(guò)去就行啦，本想打包的，太麻煩了。

測(cè)試程序

//編譯器：http://www.dooccn.com/cpp/
//來(lái)源：技術(shù)讓夢(mèng)想更偉大
//作者：李肖遙
#include?

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(lái)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(cè),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????{
????????//當(dāng)且僅當(dāng)當(dāng)前狀態(tài)下來(lái)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(guò)程還是比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力的，但是這一切相對(duì)一大堆的if/else、switch/case來(lái)說(shuō)都是值得的，當(dāng)你的程序規(guī)模變得越來(lái)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(lái)會(huì)清晰很多。