技术标签: linux_arm
关于FSM的C语言实现与详解
https://www.cnblogs.com/schips/p/10926795.html
最近一个项目有一个需求,考量了一下决定使用状态机,实现完需求以后,不得不感慨,状态机在处理逻辑上面实现起来很有优势,也便于管理。
在这里分享一下我所修改的状态机实现。改动的地方不多,参考了《C语言最优状态机规范 - 投机者 》
和原作者的实现一样,状态机的跳转通过函数指针实现,将有关的状态函数实现入口放进一个数组,为了方便维护,数组的下标采取枚举型变量对应。
只要枚举变量中的下标顺序和函数指针数组对应,状态函数中返回下一次的状态,在主体函数中读取到上一次的状态,就可以完成状态机了。
为了方便控制和外部调用,我引入了一个专门记录状态的数据域(st),存放了当前的状态和下一个状态,还引出了一个能够重置状态机状态的接口;
以下是我的实现,使用的时候最简单的方法便是修改头文件中的step_*函数,以及Steps数组与states。高级一点可以将后2者引出,通过外部传参的方式实现。
这里是其中的一个可用的简单版本
/*
# File : fsm.h
# Author : toujizhe, schips
# Git : https://gitee.com/schips/
# Ref : https://www.cnblogs.com/toujizhe/articles/5473489.html
# Date : 2016-05-09 12:20, 2019-05-20 13:14:52
# Describe:
一个可以复位到状态机,根据ref的源码进行改善
理论上可以设置状态机为任何状态,
但是现在只提供重置为初始化状态的接口。
*/
#ifndef __FSM_H_
#define __FSM_H_
/* ----------------------- Defines ------------------------------------------*/
// 数据类型定义区
typedef unsigned char State;
typedef State(*Procedure)(void *);
typedef struct _SM_STATE {
State cs; // 当前状态
State ns; // 下个状态
} SM_STATE;
typedef struct _SM_VALUE {
// 自定义数据结构
int cnt;
} SM_VALUE;
// 状态机参数
typedef struct _SM_VAR {
// 现在的状态以及下个状态
SM_STATE st;
// 状态机数据区域
SM_VALUE var;
} SM_ARG;
/* ----------------------- Static functions ---------------------------------*/
static inline void SetNextState(void*arg, State st);
static inline void EmyptData(void *arg);
static inline State step_init(void * arg);
static inline State step_count(void * arg);//计数
static inline State step_done(void * arg);//计数完成
static inline State step_default(void * arg);//错误过程
//状态定义(这里的顺序要求与 Steps[] 一致)
enum states{
s_init, s_count, s_done, s_default};
// 函数指针 (相当于函数入口)
static Procedure Steps[] = {
step_init, step_count, step_done, step_default };
/* ----------------------- Start implementation -----------------------------*/
static inline void SetNextState(void*arg, State st)
{
SM_ARG *p = (SM_ARG *)arg;
p->st.ns = st;
}
static inline void EmyptData(void *arg)
{
SM_ARG *p = (SM_ARG *)arg;
p->var.cnt = 0;
}
//初始化
static inline State step_init(void * arg)
{
SM_ARG *p = (SM_ARG *)arg;
// 状态处理
SetNextState(arg, s_count);
// 数据处理
EmyptData(arg);
return p->st.ns;
}
// 正常工作状态
static inline State step_count(void * arg)//计数
{
SM_ARG *p = (SM_ARG *)arg;
if (p->var.cnt < 3)
{
p->var.cnt ++;
SetNextState(arg, s_count);
}
else
{
SetNextState(arg, s_done);
}
return p->st.ns;
}
// 任务完成
static inline State step_done(void * arg)//计数完成
{
SM_ARG *p = (SM_ARG *)arg;
// 驻留
SetNextState(arg, s_done);
// 可以根据需要让其跳转到 s_init
return p->st.ns;
}
static inline State step_default(void * arg)//错误过程
{
SM_ARG *p = (SM_ARG *)arg;
SetNextState(arg, s_done);
return p->st.ns;
}
// 复位到初始情况
static inline void ResetStateMachine(void *arg)
{
SM_ARG *p = (SM_ARG *)arg;
p->st.ns = s_init;
}
static inline void InitStateMachine(void *arg)
{
ResetStateMachine(arg);
EmyptData(arg);
}
static inline int BestStateMachine(void *arg)
{
SM_ARG *p = (SM_ARG *)arg;
// 记录当前状态
p->st.cs = p->st.ns;
// 根据现在情况得到下一个阶段到状态
p->st.ns = Steps[p->st.cs](arg);
// 返回当前状态(可根据需要修改)
return p->st.cs;
}
#endif /* __FSM_H_ */
使用范例。
/*
# File : fsm_demo.c
# Author : SCHIPS
# Mail : [email protected]
# Git : https://gitee.com/schips/
# Date : Mon, May 50, 2019 13:14:52 PM ♡
*/
#include "fsm.h"
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int ret = 0;
SM_ARG var;
InitStateMachine(&var);
while(1)
{
printf("cs = %d, ns = %d\n",var.st.cs,var.st.ns);
BestStateMachine(&var);
// 停止条件
if(var.st.cs == s_done)
{
ResetStateMachine(&var);
//break;
}
ret++;
if(ret >10)
{
break;
}
}
return 0;
}
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