嵌入式设计模式：有限状态自动机的C语言实现
时间：2021-11-15 14:42:41
[导读]星标「嵌入式大杂烩」，一起进步！来源：www.cnblogs.com/autosar/archive/2012/06/22/2558604.html状态机模式是一种行为模式，在《设计模式》这本书中对其有详细的描述，通过多态实现不同状态的调转行为的确是一种很好的方法，只可惜在嵌入式...
《设计模式》这本书中对其有详细的描述，通过多态实现不同状态的调转行为的确是一种很好的方法，只可惜在嵌入式环境下，有时只能写纯C代码，并且还需要考虑代码的重入和多任务请求跳转等情形，因此实现起来着实需要一番考虑。
近日在看了一个开源系统时，看到了一个状态机的实现，也学着写了一个，与大家分享。
首先，分析一下一个普通的状态机究竟要实现哪些内容。
状态机存储从开始时刻到现在的变化，并根据当前输入，决定下一个状态。这意味着，状态机要存储状态、获得输入（我们把它叫做跳转条件）、做出响应。
如上图所示，{s1, s2, s3}均为状态，箭头c1/a1表示在s1状态、输入为c1时，跳转到s2，并进行a1操作。
最下方为一组输入，状态机应做出如下反应：
当某个状态遇到不能识别的输入时，就默认进入陷阱状态，在陷阱状态中，不论遇到怎样的输入都不能跳出。
为了表达上面这个自动机，我们定义它们的状态和输入类型：
typedef int State;
typedef int Condition;
#define STATES 3 1
#define STATE_1 0
#define STATE_2 1
#define STATE_3 2
#define STATE_TRAP 3
#define CONDITIONS 2
#define CONDITION_1 0
#define CONDITION_2 1
在嵌入式环境中，由于存储空间比较小，因此把它们全部定义成宏。此外，为了降低执行时间的不确定性，我们使用O(1)的跳转表来模拟状态的跳转。
首先定义跳转类型：
typedef void (*ActionType)(State state, Condition condition);
typedef struct
{
State next;
ActionType action;
} Trasition, * pTrasition;
然后按照上图中的跳转关系，把三个跳转加一个陷阱跳转先定义出来：
// (s1, c1, s2, a1)
Trasition t1 = {
STATE_2,
action_1
};
// (s2, c2, s3, a2)
Trasition t2 = {
STATE_3,
action_2
};
// (s3, c1, s2, a3)
Trasition t3 = {
STATE_2,
action_3
};
// (s, c, trap, a1)
Trasition tt = {
STATE_TRAP,
action_trap
};
其中的动作，由用户自己完成，在这里仅定义一条输出语句。
void action_1(State state, Condition condition)
{
printf("Action 1 triggered.\n");
}
最后定义跳转表：
pTrasition transition_table[STATES][CONDITIONS] = {
/* c1, c2*/
/* s1 */ 
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