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  • 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:

  1. typedef struct {
  2. State curState;//当前状态
  3. EventID eventId;//事件ID
  4. State nextState;//下个状态
  5. Action action;//具体表现}
  6. StateTransform;

 

 

    我们假设有3种状态,这里可以随意增加,状态枚举如下:

  1. typedef enum {
  2. state_1=1,
  3. state_2,
  4. state_3}
  5. State;

 

    我们假设有5个事件,也可以随意增加,事件ID枚举如下:

  1. typedef enum{
  2. event_1=1,
  3. event_2,
  4. event_3,
  5. event_4,
  6. event_5}EventID;

 

    将其封装起来在StateMachine中:

  1. typedef struct{
  2. State state;
  3. int transNum;
  4. StateTransform* transform;
  5. }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

  1. StateTransform* findTranss(StateMachine* pSM, const EventID evt){
  2. int i;
  3. for (i = 0; i < pSM->transNum; i++) {
  4. if ((pSM->transform[i].curState == pSM->state) && (pSM->transform[i].eventId == evt)) {
  5. return &pSM->transform[i];
  6. }
  7. }
  8. return NULL;
  9. }

 

    状态机实现如下:

  1. StateTransformm* pTrans;
  2. pTrans = findTrans(pSM, evt);
  3. if (pTrans == NULL)
  4. {
  5. xil_printf( "CurState= %s Do not process enent: %s\r\n", pSM->state,evt);
  6. return;
  7. }
  8. pSM->state = pTrans->nextState;
  9. Action act = pTrans->action;
  10. if (act == NULL) {
  11. xil_printf( "change state to %s. No action\r\n",pSM->state);
  12. return;
  13. }
  14. 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:

  1. int run()
  2. {
  3. StateMachine stateMachine;
  4. stateMachine.state = state_1;
  5. stateMachine.transNum = 7;
  6. StateTransform stateTran[] = {
  7. {state_1,event_3,state_2,f121},
  8. {state_1,event_4,state_2,NULL},
  9. {state_2,event_1,state_3,f231},
  10. {state_2,event_4,state_2,f221},
  11. {state_3,event_2,state_1,f311},
  12. {state_3,event_3,state_2,f321},
  13. {state_3,event_5,state_3,f331}
  14. };
  15. stateMachine.transform = stateTran;
  16. EventID inputEvent[15] = { event_1, event_2, event_3, event_4, event_5,
  17. event_1, event_2, event_3, event_4, event_5,
  18. event_1, event_2, event_3, event_4, event_5 };
  19. int i;
  20. for (i = 0; i < 15; i++) {
  21. runStateMachine(&stateMachine, inputEvent[i]);
  22. }
  23. return 0;
  24. }

 

  1.  

    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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