C语言实现状态机（一）

状态机原理

状态机有4个要素：

现态：是指当前所处的状态。
条件：又称为“事件”，当一个条件被满足，将会触发一个动作，或者执行一次状态的迁移。
动作：条件满足后执行的动作。动作执行完毕后，可以迁移到新的状态，也可以仍旧保持原状态。动作不是必需的，当条件满足后，也可以不执行任何动作，直接迁移到新状态。
次态：条件满足后要迁往的新状态。“次态”是相对于“现态”而言的，“次态”一旦被激活，就转变成新的“现态”了

举例：

STATE1是现态，STATE2是次态，EVENT是条件，action是动作。当产生EVENT时，触发action，action执行完毕后从STATE1迁移到STATE2，此时，STATE2为现态。

在这个例子中，action只是一个瞬时执行的动作，它只在现态迁移到次态的过程中执行，当迁移完成后，action不再执行。

对以上状态机模型进行改进：

STATE1是现态，STATE2是次态，EVENT是条件，动作分为entry、do、exit三步，而且STATE1和STATE2都有动作entry、do、exit（注意：STATE1中的entry、do、exit和STATE2中的entry、do、exit不是同一个东西，可以将STATE1理解为一个结构体变量，而entry、do、exit是结构体的元素）。假设现在没有触发条件EVENT，现态STATE1持续执行do动作（注意：持续执行的意思不止执行一次），直到触发条件EVENT产生，此时STATE1不再执行do动作，而是执行exit动作，执行完后执行STATE2中的entry动作，并将现态更新为STATE2，STATE2持续执行do动作。

改进后的状态机模型有很多好处，举个例子：如在STATE1这个状态下对计数器COUNT进行计数，使用改进后的状态机模式可以这样做：
（1）在STATE1的entry里面对COUNT进行初始化
（2）在STATE1的do里面对COUNT进行计数
（3）在STATE1的exit里面对COUNT进行复位

C语言实现状态机

假设有状态机流程图如图：

定义枚举类型STATE_t表示状态机状态：

typedef enum{STATE1 = 0,STATE2,STATE3,STATE4,
}STATE_t;

定义ACTION_MAP_t结构体类型，表示状态机状态属性：

typedef void (*STATE_ACTION)(void);

typedef struct ACTION_MAP
{STATE_t        stStateID;STATE_ACTION  EnterAct;   STATE_ACTION    RunningAct; STATE_ACTION    ExitAct;
}ACTION_MAP_t;

建立“动作”表：

void state1_entry(void)
{printf("state1_entry\n");
}
void state1_do(void)
{printf("state1_do\n");
}
void state1_exit(void)
{printf("state1_exit\n");
}void state2_entry(void)
{printf("state2_entry\n");
}
void state2_do(void)
{printf("state2_do\n");
}
void state2_exit(void)
{printf("state1_exit\n");
}void state3_entry(void)
{printf("state3_entry\n");
}
void state3_do(void)
{printf("state3_do\n");
}
void state3_exit(void)
{printf("state3_exit\n");
}void state4_entry(void)
{printf("state4_entry\n");
}
void state4_do(void)
{printf("state4_do\n");
}
void state4_exit(void)
{printf("state4_exit\n");
}

ACTION_MAP_t actionMap[] =
{{STATE1,   state1_entry,   state1_do,  state1_exit},{STATE2,   state2_entry,   state2_do,  state2_exit},{STATE3,   state3_entry,   state3_do,  state3_exit},{STATE4,   state4_entry,   state4_do,  state4_exit},
};

定义枚举类型EVENT_t表示事件：

typedef enum
{EVENT1 = 0,EVENT2,EVENT3,EVENT4,EVENT5,EVENT_MAP_END
}EVENT_t;

注：定义EVENT_MAP_END的目的是为了方便查表。

定义EVENT_MAP_t结构体类型，表示事件表属性：

typedef struct EVENT_MAP
{EVENT_t    stEventID;STATE_t stCurState;STATE_t stNextState;
}EVENT_MAP_t;

根据状态机流程图建立事件表：

EVENT_MAP_t eventMap[] =
{{EVENT1,   STATE1, STATE2},{EVENT2,    STATE2, STATE3},    {EVENT3,    STATE3, STATE4},{EVENT4,    STATE4, STATE1},{EVENT5,    STATE1, STATE4},{EVENT_MAP_END, 0,  0},
};

定义状态机结构体类型：

typedef struct FSM
{STATE_t stCurState;STATE_t stNextState;ACTION_MAP_t *pActionMap;EVENT_MAP_t *pEventMap;
}FSM_t;

定义状态机注册函数：

void fsm_init(FSM_t* pFsm,EVENT_MAP_t* pEventMap,ACTION_MAP_t *pActionMap)
{pFsm->stCurState = 0;pFsm->stNextState = EVENT_MAP_END;pFsm->pEventMap = pEventMap;pFsm->pActionMap = pActionMap;
}

定义状态机转换函数：

void fsm_state_transfer(FSM_t* pFsm, EVENT_t stEventID)
{uint8_t i = 0;for(i=0; pFsm->pEventMap[i].stEventID<EVENT_MAP_END; i++){if((stEventID == pFsm->pEventMap[i].stEventID) && (pFsm->stCurState == pFsm->pEventMap[i].stCurState)){pFsm->stNextState = pFsm->pEventMap[i].stNextState;return;}}
}

定义动作执行函数：

void action_perfrom(FSM_t* pFsm)
{if(EVENT_MAP_END != pFsm->stNextState){pFsm->pActionMap[pFsm->stCurState].ExitAct();pFsm->pActionMap[pFsm->stNextState].EnterAct();pFsm->stCurState = pFsm->stNextState;pFsm->stNextState = EVENT_MAP_END;}else{pFsm->pActionMap[pFsm->stCurState].RunningAct();}
}

测试：

int main(void)
{int i = 0;        FSM_t stFsmWeather; //定义状态机fsm_init(&stFsmWeather,eventMap,actionMap);  //注册状态机while(1){usleep(10);printf("i = %d\n",i++);action_perfrom(&stFsmWeather);//利用i产生EVENT1~EVENT5if(0 == (i%11)){fsm_state_transfer(&stFsmWeather,EVENT1);}if(0 == (i%31)){fsm_state_transfer(&stFsmWeather,EVENT2);}if(0 == (i%74)){fsm_state_transfer(&stFsmWeather,EVENT3);}if(0 == (i%13)){fsm_state_transfer(&stFsmWeather,EVENT4);}   if(0 == (i%19)){fsm_state_transfer(&stFsmWeather,EVENT5);}}return 0;
}

https://blog.csdn.net/qq_36969264/article/details/122365696

C语言实现状态机（一）相关推荐

设计模式的C语言应用-状态机模式-第二章
模式介绍状态(state)模式是C语言实现相当常用的模式,也是能够在C语言***现出来的最显性的模式之一.在面向对象里,状态模式允许一个对象在内部状态改变的时候改变其行为. 状态用法很多,最常见的是 ...
C语言实现状态机（二）
前言对于之前的一篇博客<C语言实现状态机>(链接:https://blog.csdn.net/qq_36969264/article/details/105865099?spm=1001 ...
基于VHDL语言的状态机设计
基于VHDL语言的状态机(FSM)设计状态机(Finite State Machine,FSM) 状态机的组成:如图所示状态机的种类: Mealy型:当前状态.当前输入相关 Moore型:仅当前状 ...
c语言按键状态机,C语言状态机编程思想
原标题:C语言状态机编程思想有限状态机概念有限状态机是一种概念思想,把复杂的控制逻辑分解成有限个稳定状态,组成闭环系统,通过事件触发,让状态机按设定的顺序处理事务.单片机C语言的状态机编程,是利用 ...
＜C语言＞C语言实现状态机
C语言实现状态机状态机模式适用于有限状态下程序按照逻辑循环执行,相较于在while循环中通过if else判断状态标志来执行相应的动作,状态机模式能够灵活的增加.减少状态,程序逻辑更为清晰 ...
C语言用状态机来实现简单的密码开锁
功能描述:用户连续输入正确的密码则会开锁,如果密码输入过程错误则锁会退回到初始状态,重新键入密码,即:用户只需要连续输入正确的密码即可开锁(输入错误不用撤销.也不用删除) 以上的分析和下面的代码来自& ...
语言用加法实现加饭运算_「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 : ...
c语言中状态机的作用,C语言中的状态机
用C编写状态机的最佳方法是什么? 我通常在for(;;)中编写一个大的switch-case语句,并使用回调在外部操作完成后重新进入状态机. 您知道更有效的方法吗? 这似乎是一种非常标准的实现方法. ...
C语言--实现状态机
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 : ...

C语言实现状态机（一）

状态机原理

C语言实现状态机

C语言实现状态机（一）相关推荐

最新文章

热门文章