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在C语言中实现分层状态机

hsm state-machine c

the_drow · 技术社区 · 14 年前

我对如何实现状态机有点困惑。
我已经知道这是分等级的,因为有些州也有同样的行动。
我通过这些参数来确定我需要做什么:

等级 (值为: 基地 , 衍生的 , 特定的 )
操作码
参数1-可选
参数2-可选

我的层次结构由类和 操作码 表示操作。
衍生的 可以使用 操作码 属于基地和 特定的 可以使用 操作码 两者兼而有之基地和 衍生的 .
简单的实现如下:

void (*const state_table [MAX_CLASSES][MAX_OPCODES]) (state *) {
  {base_state1, base_state2, NULL, NULL},
  {base_state1, base_state2, derived_state1, NULL},
  {base_state1,base_state2, derived_state1, specific_state3},
};

void dispatch(state *s)
{
  if (state_table[s->Class][s->OpCode] != NULL)
    state_table[s->Class][s->OpCode](s);
}

这会很快变得无法弥补。
有没有其他方法可以将状态映射到超类?

编辑:
进一步的计算使我认为,我可能会使用大部分,如果不是全部 操作码 但我不会用所有的班我可以。
另一个澄清:
一些 操作码 可以通过多个派生和基共享班 .
例如:

我有一个等级打电话任何哪个是基地班级。它有 操作码 : Stisteon , 州立大学 , 状态集 .
我还有另外一个等级打电话 MyGrand 哪个是 衍生的 班级。它有 操作码 : 状态翻转 , 状态触发器 .
第三等级是一个 特定的 类称为 廷金集团 哪一个有 操作码 : 状态触发器和触发器 .

所以课堂上的一个信息任何从服务器发送,在所有客户端接收并处理。

带类的消息 MyGrand 从服务器发送、在所有客户端中接收并仅在属于的客户端上处理 MyGrand 任何 操作码 有效期为任何类对于 MyGrand 班级。

带类的消息 廷金集团 从服务器发送、在所有客户端中接收并仅在属于的客户端上处理 MyGrand 是一个 thinginmygroup*,任何**操作码 有效期为任何类和 MyGrand 类对于 廷金集团 班级。

收到消息后,客户机将相应地确认/nack。

我不喜欢使用开关盒或常量数组,因为当它们变大时,它们将变得不可维护。
我需要一个灵活的设计,允许我:

指定 操作码 是可用的对于每一个等级 .
为每个指定超类等级并通过该规范允许我调用由当前值表示的函数指针 操作码 .

2 回复 | 直到 10 年前

nategoose 14 年前

有几种方法可以解决这个问题。这里有一个:

编辑——添加了通用层次结构

typedef unsigned op_code_type;
typedef void (*dispatch_type)(op_code_type);
typedef struct hierarchy_stack hierarchy_stack;
struct hierarchy_stack {
       dispatch_type func;
       hierarchy_stack *tail;
};

void dispatch(state *s, hierarchy_stack *stk) {
    if (!stk) {
          printf("this shouldn't have happened");
    } else {
          stk->func(s, stk->tail);
    }
}

void Base(state *s, hierarchy_stack *stk ) {
    switch (s->OpCode) {
          case bstate1:
               base_state1(s);
               break;
          case bstate2:
               base_state(2);
               break;
          default:
               dispatch(s, stk);
    }
}
void Derived(state *s, hierarchy_stack *stk ) {
    switch(s->opcode) {
           case dstate1:
                deriveds_state1(s);
                break;
           default:
                dispatch(s, stk);
    }
}
...

注意:所有函数调用都是尾部调用。

这样可以很好地本地化您的“类”,以便如果您决定派生需要100个以上的方法/操作码,那么您只需要编辑用于定义操作码的方法和枚举(或其他)。

另一种更动态的处理方法是在每个“类”中都有一个父指针指向“类”,它可以处理它不能处理的任何事情。

二维表方法快速且灵活(派生的处理程序可能与操作码0的基处理程序不同),但它增长很快。

bstpierre Edgar Aviles 14 年前

我编写了一个小工具,它可以生成类似于您基于小型语言的简单实现的代码。语言刚刚指定了状态操作码操作关系,所有操作都只是符合typedef的C函数。

它没有处理HSM方面,但这将相对容易添加到语言中。

我建议采用这种方法——创建一种小的语言,它为您提供一种描述状态机的清晰方法,然后根据该机器描述生成代码。这样,当您需要在一个月后插入一个新的状态时,整个事情就不会乱成一团地进行编辑了。

如果您需要代码,请告诉我,我会确保它在某个地方仍然可用。