程序设计之有限状态机

程序设计之有限状态机程序设计之有限状态机状态机？以前听说过，忘了是老师说的，还是老大说得了。当时的认识也就是字面的意思，无非是和状态以及状态转换有关系。也许在写过或者读过的一些代码中有遇到过有限状态机的程序，但是当时是一定没有想到这就是状态机吧。最近在学习一些东西的时候竟然多次遇到，觉得还是有必要写点关于程序设计中有限状态机的东西。，这里是一篇对状态机从定义到实现都有很好解释的文章，摘录部分如下：***************************************************************************************依据状态之间是否有包含关系，分以下两种（1）常规状态机。状态机中的所有状态是不相交的、互斥的。（2）层次状态机。状态机中的状态之间要么是互斥的，要么是真包含的，可以用树性结构来描述这些状态集，包含其它状态的状态称为枝节点，不包含其它状态的状态称为叶节点，为方便单树描述，总是设计一个状态包含所有的状态节点，称为根节点。状态机的状态只能停留在叶节点，而不能停留在枝节点，每个枝节点需要指定一个子节点为它的默认子节点，以便状态机进入枝节点的时候能够停留到叶节点。一般都用switch/caseif/else方式实现。在少量状态（3个及其以下）的时候，不需要引入专门的状态机模块。常规状态机模块实现涉及到的结构由上而下为：顶层结构是状态机：当前状态id，缺省操作，状态表，状态表：状态数组状态结构：状态id，状态名，进入操作，退出操作，缺省操作，状态事件表（数组）状态事件结构：操作，事件，下一状态的id***************************************************************************************从代码易读及美观角度来说，建议用switch/case来实现。从经验来看，在一些稍大的程序设计中一般都会有状态机的实现，特别是在分层实现，协议栈实现，编解码方面。下面通过一个简单的例子来看下。这个例子是zigbee精简协议栈实现中的【这里只讲APS层的有限状态机，这是开放源代码的，对于该协议总体上是分层来实现的，每一次层都有状态机来进行实际的数据业务处理】。（1）定义各状态typedefenum_APS_STATE_ENUM{APS_STATE_IDLE,APS_STATE_COMMAND_START,APS_STATE_GENERIC_TX_WAIT,APS_STATE_NWK_PASSTHRU_WAIT,APS_STATE_INDIRECT_GETDST,APS_STATE_INDIRECT_TX,#ifdefLRWPAN_COORDINATORAPS_STATE_INJECT_INDIRECT,#endifAPS_STATE_ACK_SEND_START,APS_STATE_INDIRECT_TX_WAIT,APS_STATE_INJECT_LOOPBACK,APS_STATE_INDIRECT_LOOPBACK}APS_STATE_ENUM;（2）设计有限状态机函数voidapsFSM(void){apsFSM_start://状态机入口switch(apsState)//全局变量，指示当前状态{caseAPS_STATE_IDLE:if(aps_pib.flags.bits.ackSendPending){apsState=APS_STATE_ACK_SEND_START;//状态转换gotoapsFSM_start;}break;caseAPS_STATE_ACK_SEND_START:if(phyTxLocked()){break;}//sendanACK//locktheTXbufferphyGrabTxLock();//wearenowreadyapsFormatAck();phy_pib.currentTxFlen=0;

//setframelengthtozero,buildfromscratchapsTxData(TRUE);//datasent,releasetheRXbuffer,willletRXFSMresumeaps_pib.flags.bits.ackSendPending=0;apsState=APS_STATE_GENERIC_TX_WAIT;break;caseAPS_STATE_GENERIC_TX_WAIT:if(!apsTXIdle()){break;}//TXisfinished,copystatusa_aps_service.status=apsTxFSM_status;//releasetheTXbufferlockbeforeexiting.phyReleaseTxLock();apsState=APS_STATE_IDLE;if(aps_pib.flags.bits.indirectPending){//haveusedthisstatetowaitforfinishingsendingan//ACKbacktothesourceofanindirecttransmit.Now//finishresolvingtheindirectgotoapsFSM_start;}break;caseAPS_STATE_NWK_PASSTHRU_WAIT://forsplit-phasepassthrusif(nwkBusy()){break;}a_aps_service.status=a_nwk_service.status;apsState=APS_STATE_IDLE;break;caseAPS_STATE_INJECT_LOOPBACK://waitforRXtobecomeidleif(apsRxState!=APS_RXSTATE_IDLE){break;}//injectpacketintoRXFSMapsInjectPacket(FALSE);aps_pib.flags.bits.IsUsrBufferFree=1;apsState=APS_STATE_IDLE;gotoapsFSM_start;default:break;}}（3）大致结构：状态机入口，状态转换，状态机退出从这个函数实现，我们可以简单了解有限状态机的实现过程。当程序的实现有多个状态的时候，也就是要根据不同的状态做不同的事情的时候，可以考虑把某个操作过程拆分为几个步骤【很多时候这是必须的】，对应状态机操作的几个不同状态。多数情况下，这些