状态机框架：纯C语言的探索之旅（附源码）

2023-12-22 14:57:10

在上一篇文章《什么是状态机？一篇文章就够了》中，我们介绍了状态机的基本概念和原理。现在，我们将更进一步，构建一个纯C语言状态机框架，让您亲手体验状态机编程的魅力。

了解状态机原理

状态机，是一种抽象的数学模型，它了一个系统在不同状态之间转换的过程。状态机由状态、事件和转换组成。状态代表了系统当前的情况，事件是触发状态转换的信号，转换是状态之间转移的规则。

构建状态机框架

为了构建一个状态机框架，我们需要定义一些基本的数据结构和函数。首先，我们需要定义一个状态枚举类型，它包含了系统的所有可能状态。然后，我们需要定义一个事件枚举类型，它包含了所有可能的事件。最后，我们需要定义一个转换函数，它根据当前状态和事件来计算下一个状态。

使用状态机框架

现在，我们可以使用状态机框架来构建各种各样的系统。例如，我们可以构建一个简单的开关状态机，它可以控制一个灯的开关状态。我们也可以构建一个复杂的交通信号灯状态机，它可以控制交通信号灯的切换。

附源码

// 状态机头文件
#include "state_machine.h"

// 状态枚举类型
typedef enum {
  STATE_OFF,
  STATE_ON
} state_t;

// 事件枚举类型
typedef enum {
  EVENT_TURN_ON,
  EVENT_TURN_OFF
} event_t;

// 转换函数
state_t transition_function(state_t current_state, event_t event) {
  switch (current_state) {
    case STATE_OFF:
      if (event == EVENT_TURN_ON) {
        return STATE_ON;
      }
      break;
    case STATE_ON:
      if (event == EVENT_TURN_OFF) {
        return STATE_OFF;
      }
      break;
  }

  // 默认情况下，保持当前状态
  return current_state;
}

// 创建一个新的状态机
state_machine_t *state_machine_new() {
  state_machine_t *state_machine = malloc(sizeof(state_machine_t));
  state_machine->current_state = STATE_OFF;
  return state_machine;
}

// 销毁一个状态机
void state_machine_destroy(state_machine_t *state_machine) {
  free(state_machine);
}

// 发送事件到状态机
void state_machine_send_event(state_machine_t *state_machine, event_t event) {
  state_machine->current_state = transition_function(state_machine->current_state, event);
}

// 获取状态机的当前状态
state_t state_machine_get_current_state(state_machine_t *state_machine) {
  return state_machine->current_state;
}