QP状态机的优势以及QM的使用

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来源：技术让梦想更伟大

作者：李肖遥

本文主要着重于讲解如何使用QM来绘制状态机图，现代分层状态机（HSMs）的一些优势，以及如何通过状态机生成状态机代码。

QM能够用于任何图类型的通用操作，例如打开，关闭，滚动，平移和缩放图，这里需要我们熟悉QM软件，来完成适用于状态图的特定操作。

QM软件以及HSM的优势

QM是一个免费软件，是基于模型的设计（MBD）和自动代码生成工具，用于基于分层状态机（UML状态图）和事件驱动的实时嵌入式软件以及实时嵌入式框架（RTEF）。

QM为现代分层状态机（HSMs）（UML状态图）提供了一个完美的平台，也是构造事件驱动系统最有效、最优雅的技术，可以说QM是专门为简化（HSMs）绘制以及高效的从中生成具有生产质量的代码而专门设计的。

（HSMs）与经典有限状态机（FSM）相比，最重要的优势就是分层状态嵌套，这样避免了重复，这在传统的有限状态机FSM中是不可避免的，也是FSM中状态转换繁琐的主要原因。状态嵌套的意思其实就是允许子状态仅定义行为与超状态的差异，从而促进状态共享和状态与事件的复用。

状态机基类

在QM中，状态机只能与作为QP Framework基类QHsm的直接或间接子类的类相关联，如以下类图的顶部所示。

QHsm基类提供基本接口init()和dispatch()，分别用于初始化状态机和向其分配事件，QM用于生成代码的状态机实现策略与QHsm基类及其子类（例如QActive，QMsm和QMActive）中状态机接口的特定实现息息相关。

QM支持类和继承，这与目标编程语言（当前可以是C或C ）无关，用C语言进行简单的面向对象编程这本书描述了QP/C和QP-nano框架以及QM代码生成器是如何在可移植ANSI C中实现类和继承的。

QHsm样式状态机

上面类图中的QHsm和QActive类实现了QHsm/QActive-Style实现策略，该策略最初是为HSM的手动编码而设计的，但现在也可以用于从QM中自动生成代码。

下图显示了如何在类属性表中选择state-machine/active-object的超类属性，以便它使用QHsm/QActive-Style状态机实现策略。

QHsm样式的状态机代码具有很高的可读性和可维护性，但是它需要在运行时注意退出/进入/初始动作的序列，而不是代码生成的时间。

注意：除了在类属性表中更改超类属性外，还需要在状态机类的构造函数中调用正确的超类构造函数。对于QActive的直接子类，则需要调用QActive_ctor()（对于QP/C和QP-nano框架）和QActive::QActive()（对于QP/C 框架）。

当然如果想要自己写代码并且维护整个状态机，可以考虑使用QHsm/QActive风格的状态机，但这与QP的理念就有些冲突了，哈哈。

QMsm/QMActive样式状态机

上面的类图中的QMsm和QMActive类重新实现了状态机接口，从而提供了替代的QMsm/QMActive-Style实现策略，该策略比QHsm-sylte策略更有效，但需要QM工具作为高级状态机编译器的协助，以在代码生成时生成完整的过渡序列。生成的代码仍是高度可读的，但不适合手动编码或维护。

下图显示了如何在类属性中选择QMsm/QMActive类的超类属性，以便它使用QMsm/QMActive-Sytle状态机实现策略：

实验表明，QMsm/QMActive风格的状态机的速度大约是QHsm风格的状态机的两倍，此外，与QHsm/QActive风格的状态机相比，QMsm/QMActive风格的状态机在较小的事件处理器中需要更少的运行时支持，并且对dispatch()操作使用的堆栈空间大约少70％。

注意：除了在类属性表中更改超类属性外，还需要在状态机类的构造函数中调用正确的超类的构造函数，对于QMActive的直接子类，需要调用QMActive_ctor()（对于QP/C和QP-nano框架）和QMActive::QMActive()（对于QP/C 框架）。

一般情况，建议使用QMsm/QMActive风格的状态机，而不是上述的较旧的QHsm/QActive风格的状态机。当然如果想要自己写代码并且维护整个状态机，可以考虑使用QHsm/QActive风格的状态机，但这与QP的理念就有些冲突了。

遗憾的是QMsm/QMActive样式的实现策略需要商业许可证证书才能生成代码。

状态机工具箱

状态机工具有哪些？

当状态机图处于活动状态时，状态机工具箱将显示这些特定的工具，用于向活动状态机添加新形状。

注意：仅当状态图是活动的MDI窗口且模型已解锁时，才启用状态图工具箱。如果工具箱不可见，则需要在View->Draw Toolbar菜单中显示，这些操作包括以下几个部分：

• Add State

• Add Transition

• Add Choice Segment

• Add Initial Transition

• Add Transition to History

• Add Submachine Diagram

• Add Entry-Point Segment

• Add eXit-Point

• Add Submachine State

• Add eXit-Point Segment

举例-使用状态图

举个例子，如何添加状态图，在Model Explorer中右键单击要向其添加状态机的类，然后从弹出菜单中选择Add State Machine。

最后

QM软件的熟悉使用很重要，有时候理解QP这个框架与QM也是相关的，或者说是相辅相成的，只有动手才能渐渐理解。

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