C语言最优状态机规范

 

 

 

typedef unsigned char State; typedef State(*Procedure)(void *);

这样就可以方便地定义一个函数指针数组：

Procedure Steps[] = { step_init, step_count, step_done, step_default };

step_init，step_count等是函数名，再定义状态：

enum states{ s_init, s_count, s_done, s_default };

枚举定义对应着{0,1,2,3}，有了这些再状态机联系那么可以想到，数组的索引就是状态定义，上核心代码，两行（简单吧！关键是想到）：

void BestStateMachine(void * invar) {

static State NS = s_init; //定义下一状态

NS = Steps[NS](invar);

}

static的变量NS在每次BestStateMachine调用会得到维护，我们只需再每Steps返回下一个状态并保存到NS中可以实现状态的保存和切换。再说说为什么要加个void*的参数，状态机一般有很多自身变量的维护，而且对于mealy状态机还需根据输入判断，因为函数调用返回是不保留局部变量的，那么就需要将变量传递来实现更改和保存，之所以只用了一个void*参数是因为，如果需要保存和传递的变量很多，直接传递会在调用函数是浪费大量的栈空间，且效率低下，采用这种模式，你可以将变量用一个结构体封装，然后将结构体指针传递给void *的形参，再函数内部再强制转换即可使用结构体内部的变量。现在你已经在嘀咕这作者真啰嗦，好上实例代码，就是一个简单的计数器（以前学状态机都从计数器开始），在计数完成打印信息：

#include<stdio.h>
typedef unsigned char State;
typedef State(*Procedure)(void *);
enum states{ s_init, s_count, s_done, s_default };//状态定义
typedef struct _SM_VAR  //对状态机参数封装
{
    int cnt;
}SM_VAR;
State step_init(void * arg)//初始化
{
    SM_VAR *p = (SM_VAR *)arg;
    p->cnt = 0;
    printf("CS:init ;cnt=%d;NS:count\n", p->cnt);
    return s_count;
}
State step_count(void * arg)//计数
{
    SM_VAR *p = (SM_VAR *)arg;
    if (p->cnt < 3){
        p->cnt+=1;
        printf("CS:count;cnt=%d;NS:count\n", p->cnt);
        return s_count;
    }
    else{
        printf("CS:count;cnt=%d;NS:done\n", p->cnt);
        return s_done;
    }
}
State step_done(void * arg)//计数完成
{
    SM_VAR *p = (SM_VAR *)arg;
    printf("CS:done ;cnt=%d;NS:init\n", p->cnt);
    return s_init;
}
State step_default(void * arg)//错误过程
{
    SM_VAR *p = (SM_VAR *)arg;
    printf("Wrong State\n");
    return s_init;
}
Procedure Steps[] = { step_init, step_count, step_done, step_default };

void BestStateMachine(void * invar)
{
    static State NS = s_init; //定义下一状态
    NS = Steps[NS](invar);
}
int main(void)
{
    SM_VAR var;
    int i;
    for (i = 0; i <8; i++){//给状态机8个周期的时钟驱动
        BestStateMachine(&var);
    }
    return 0;
}

最后在VS2013上调试如下：

CS:init ;cnt=0;NS:count
CS:count;cnt=1;NS:count
CS:count;cnt=2;NS:count
CS:count;cnt=3;NS:count
CS:count;cnt=3;NS:done
CS:done ;cnt=3;NS:init
CS:init ;cnt=0;NS:count
CS:count;cnt=1;NS:count
请按任意键继续. . .

总结

以这种模式不仅可以实现上面的Moore型状态机，还可根据实际实现Mealy型状态机，结构清晰易懂，在这里我敢说最优，是因为这是C函数式编程的极限了，如果你有更好的想法联系我,邮箱：869119842@qq.com，唐童鞋。如果你对嵌入式GUI感兴趣，我们可以一起探讨写出我们自己的GUI。