当前位置:编程学习 > C/C++ >>

有限状态机

有限状态机是一种数学概念,运用到程序中,可用于有限数量的状态的变化,每个子程序进行一些处理并选择下一种状态。

基本的实现思路就是用一张表保存所有可能的状态,并列出进入每个状态时可能执行的所有动作,其中最后一个动作就是计算下一个应该进入的状态。运行状态就是从初始状态开始,不停的在各个状态之间转换,直到结束状态。

 


FSM的实现方式:
1) switch/case或者if/else

这无意是最直观的方式,使用一堆条件判断,会编程的人都可以做到,对简单小巧的状态机来说最合适,但是毫无疑问,这样的方式比较原始,对庞大的状态机难以维护。

 


2) 状态表

维护一个二维状态表,横坐标表示当前状态,纵坐标表示输入,表中一个元素存储下一个状态和对应的操作。这一招易于维护,但是运行时间和存储空间的代价较大。

 


3) 使用State Pattern

使用State Pattern使得代码的维护比switch/case方式稍好,性能上也不会有很多的影响,但是也不是100%完美。不过Robert C. Martin做了两个自动产生FSM代码的工具,for java和for C++各一个,在 上有免费下载,这个工具的输入是纯文本的状态机描述,自动产生符合State Pattern的代码,这样developer的工作只需要维护状态机的文本描述,每必要冒引入bug的风险去维护code。

 


4) 使用宏定义描述状态机
一般来说,C++编程中应该避免使用#define,但是这主要是因为如果用宏来定义函数的话,很容易产生这样那样的问题,但是巧妙的使用,还是能够产生奇妙的效果。MFC就是使用宏定义来实现大的架构的。

在实现FSM的时候,可以把一些繁琐无比的if/else还有花括号的组合放在宏中,这样,在代码中可以3)中状态机描述文本一样写,通过编译器的预编译处理产生1)一样的效果,我见过产生C代码的宏,如果要产生C++代码,己软MFC可以,那么理论上也是可行的。

 


密码锁的例子


[cpp]
#include <stdio.h>    
#include <stdlib.h>    
#include <string.h>     
 
typedef enum{    
    STATE0 = 0,    
    STATE1,    
    STATE2,   
    STATE3,    
    STATE4,   
}STATE; 
   
 
int main()    
 
{    
    char ch;  
    STATE current_state = STATE0;     
    while(1){    
        printf("In put password:");    
        while((ch = getchar()) != '\n') 
        {    
            if((ch < '0') || (ch > '9')) 
            {    
                printf("Input num,ok?/n");    
                break;    
            }    
            switch(current_state){    
            case STATE0:    
                if(ch == '2')   current_state = STATE1;    
                break;    
            case STATE1:    
                if(ch == '4')   current_state = STATE2;    
                break;    
            case STATE2:    
                if(ch == '7')   current_state = STATE3;    
                break;    
            case STATE3:    
                if(ch == '9')   current_state = STATE4;    
                break;    
            default:    
                current_state = STATE0;    
                break;    
            }    
        }    
 
        if(current_state == STATE4){    
            printf("Correct, lock is open!\n");    
            current_state =   STATE0; 
             
        }else 
        { 
            printf("Wrong, locked!\n");    
            current_state =   STATE0; 
             
        } 
        break; 
    }    
    return 0;    
 
}  

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <string.h>  

typedef enum{  
 STATE0 = 0,  
 STATE1,  
 STATE2, 
 STATE3,  
 STATE4, 
}STATE;
 

int main()  

{  
 char ch;
 STATE current_state = STATE0;   
 while(1){  
  printf("In put password:");  
  while((ch = getchar()) != '\n')
  {  
   if((ch < '0') || (ch > '9'))
   {  
    printf("Input num,ok?/n");  
    break;  
   }  
   switch(current_state){  
   case STATE0:  
&nbs

补充:软件开发 , C++ ,
CopyRight © 2022 站长资源库 编程知识问答 zzzyk.com All Rights Reserved
部分文章来自网络,