C语言状态机学习笔记二

迈不过友情╰ 2022-09-26 03:11 225阅读 0赞

出处：http://www.cnblogs.com/tangerious/p/4571325.html  
前言  
  
  
上一篇我的博客中探讨了一种非swtich-case结构的状态机写法，但是个人感觉写起来比较麻烦，如果增加一个状态，需要手动地在函数指针数组中添加相应的功能函数，而且状态函数的也必须写在函数指针数组前面导致代码结构较差，如果写在后面，又要在前面声明，就更麻烦了，总之，不易维护，想到Adam Dunkels在LwIP中逆天的宏定义用法，使得代码有自动更新的功能，于是也尝试着套用下其写法，现在这段代码更易维护，可做模板使用。  
  
  
  
  
实现  
  
  
还是上一篇博客的例子，只是多了些宏定义，这次先定义个状态列表：  
  
  
\#define STATE\_LIST(\_) \\  
\_(init)\\  
\_(count)\\  
\_(done)\\  
\_(dft)  
可能你觉得奇怪，那么先别急，看下一段定义：  
  
  
\#define DEFINE\_STATE(state) State\#\#\_\#\#state,  
enum States \{  
STATE\_LIST(DEFINE\_STATE)  
State\_Nums  
\};  
\#undef DEFINE\_STATE  
对于初学者可能已经晕了，其实你只需记住宏就是替换，就能理解，下面我先展开States中第一层(注意逗号不可少)：  
  
  
enum States \{  
DEFINE\_STATE(init)，  
DEFINE\_STATE(count)，  
DEFINE\_STATE(done)，  
DEFINE\_STATE(dft)，  
State\_Nums  
\};  
接下来根据DEFINE\_STATE展开宏(\#\#起连接Token的作用)，则有：  
  
  
enum States \{  
State\_init，  
State\_count，  
State\_stop，  
State\_dft，  
State\_Nums  
\};  
这样我们得到了一个完整的状态枚举，运用此方法可声明状态函数，并将声明的状态函数存入函数指针数组中，你的状态函数也不会有位置限制，完整代码如下：  
  
  
\#include<stdio.h>  
typedef unsigned char State;  
typedef State(\*Procedure)(void \*);  
//状态列表，状态增减只在此处按格式写入  
\#define STATE\_LIST(\_) \\  
\_(init)\\  
\_(count)\\  
\_(done)\\  
\_(dft)  
  
  
\#define Step\_NULL ((void \*)0)  
  
  
//状态执行函数声明，你的函数必须遵循如Step\_init的格式  
//并必须返回下一状态如State\_init  
\#define STATEMENT\_STEP(state) \\  
State Step\#\#\_\#\#state(void \* arg);  
STATE\_LIST(STATEMENT\_STEP)  
\#undef STATEMENT\_STEP  
  
  
//状态枚举  
\#define DEFINE\_STATE(state) State\#\#\_\#\#state,  
enum States \{  
STATE\_LIST(DEFINE\_STATE)  
State\_Nums  
\};  
\#undef DEFINE\_STATE  
  
  
//状态执行函数查找表  
\#define STATE\_PROCEDURE(State) Step\#\#\_\#\#State,  
Procedure Steps\[\] = \{  
STATE\_LIST(STATE\_PROCEDURE)  
Step\_NULL  
\};  
\#undef STATE\_PROCEDURE  
  
  
typedef struct \_SM\_VAR //对状态机参数封装  
\{  
int cnt;  
\}SM\_VAR;  
  
  
  
  
void BestStateMachine(void \* invar)  
\{  
static State NS = State\_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++)\{  
BestStateMachine(&var);  
\}  
return 0;  
\}  
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 State\_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 State\_count;  
\}  
else\{  
printf("CS:count;cnt=%d;NS:done\\n", p->cnt);  
return State\_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 State\_init;  
\}  
State Step\_dft(void \* arg)//错误过程  
\{  
SM\_VAR \*p = (SM\_VAR \*)arg;  
printf("Wrong State\\n");  
return State\_init;  
\}  
在VS2013调试，输出结果和上一篇博客一样，你现在一定会发现代码修改变得异常简单，你只需在STATE\_LIST定中增减状态，宏就会帮你完成后面一切，而且你的状态函数可以放在任意位置，唯一需要注意的是函数名必须遵循定义个格式，且状态引用名也必须遵循定义个格式，不过既然是模板就有相应格式，遵循即可。