如何使用经过验证的技术用 C 语言设计健壮且高效的状态机?
C 状态机设计:经过验证的技术演练
开始用 C 或 C 语言设计状态机面临着许多挑战。为了应对这些复杂性,经验丰富的程序员设计了富有洞察力的技术来确保稳健且高效的实现。
一种方法是将状态机构建为结构体数组,其中每个结构体封装一个状态、一个事件和一个过渡函数。转换函数根据当前状态和接收到的事件确定下一个状态。
为了简化设计,使用常量来定义各种状态和事件,以提高可读性和易于维护。然后,转换函数作为单独的模块实现,通常不带参数并返回新状态。
当状态机独立于单个编译单元内时,这种安排特别有用,因为变量仍然存在该单元内静态。虽然使用它们时仍然需要谨慎,但有限的范围减少了潜在的问题。
在提供的示例中,转换数组包含可能的转换及其相应函数的完整列表。两个特殊标记 ST_ANY 和 EV_ANY 用作通配符,允许独立于事件或状态独立地触发状态转换。
要执行状态机,需要使用 GetNextEvent() 函数,使用一个简单的循环以确定已发生的事件。该循环迭代转换数组,针对每个转换评估当前状态和事件。如果找到匹配,则调用相应的转换函数,从而导致状态更改。
利用这种方法,状态机可以通过根据当前状态和接收到的事件动态调整其行为来处理多个事件。通配符提供了一种灵活的机制来定义包罗万象的转换,确保正确处理意外事件。
超越基础:其他注意事项
在全局变量引起关注的情况下,另一种方法涉及将结构指针传递给各个转换函数。这允许状态机的多个实例同时运行而不会产生干扰。
通过为每个状态机创建不同的结构,可以将特定于机器的数据封装在该结构中,使其可供所有相关函数访问。事实证明,在管理具有不同数据需求的状态机的多个实例时,此方法特别有价值。
无论是使用简单还是复杂的状态机,C 和 C 编程语言都提供了充足的工具和技术来促进高效、可靠的实现。通过利用经过验证的设计策略,您可以创建强大的状态机,有效地驱动应用程序的行为。
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C#和C 的历史与演变各有特色,未来前景也不同。1.C 由BjarneStroustrup在1983年发明,旨在将面向对象编程引入C语言,其演变历程包括多次标准化,如C 11引入auto关键字和lambda表达式,C 20引入概念和协程,未来将专注于性能和系统级编程。2.C#由微软在2000年发布,结合C 和Java的优点,其演变注重简洁性和生产力,如C#2.0引入泛型,C#5.0引入异步编程,未来将专注于开发者的生产力和云计算。

C 和XML的未来发展趋势分别为:1)C 将通过C 20和C 23标准引入模块、概念和协程等新特性,提升编程效率和安全性;2)XML将继续在数据交换和配置文件中占据重要地位,但会面临JSON和YAML的挑战,并朝着更简洁和易解析的方向发展,如XMLSchema1.1和XPath3.1的改进。

C 持续使用的理由包括其高性能、广泛应用和不断演进的特性。1)高效性能:通过直接操作内存和硬件,C 在系统编程和高性能计算中表现出色。2)广泛应用:在游戏开发、嵌入式系统等领域大放异彩。3)不断演进:自1983年发布以来,C 持续增加新特性,保持其竞争力。

C#和C 的学习曲线和开发者体验有显着差异。 1)C#的学习曲线较平缓,适合快速开发和企业级应用。 2)C 的学习曲线较陡峭,适用于高性能和低级控制的场景。

C 通过第三方库(如TinyXML、Pugixml、Xerces-C )与XML交互。1)使用库解析XML文件,将其转换为C 可处理的数据结构。2)生成XML时,将C 数据结构转换为XML格式。3)在实际应用中,XML常用于配置文件和数据交换,提升开发效率。

C 学习者和开发者可以从StackOverflow、Reddit的r/cpp社区、Coursera和edX的课程、GitHub上的开源项目、专业咨询服务以及CppCon等会议中获得资源和支持。1.StackOverflow提供技术问题的解答;2.Reddit的r/cpp社区分享最新资讯;3.Coursera和edX提供正式的C 课程;4.GitHub上的开源项目如LLVM和Boost提升技能;5.专业咨询服务如JetBrains和Perforce提供技术支持;6.CppCon等会议有助于职业

C 的未来将专注于并行计算、安全性、模块化和AI/机器学习领域:1)并行计算将通过协程等特性得到增强;2)安全性将通过更严格的类型检查和内存管理机制提升;3)模块化将简化代码组织和编译;4)AI和机器学习将促使C 适应新需求,如数值计算和GPU编程支持。

C 在现代编程中仍然具有重要相关性。1)高性能和硬件直接操作能力使其在游戏开发、嵌入式系统和高性能计算等领域占据首选地位。2)丰富的编程范式和现代特性如智能指针和模板编程增强了其灵活性和效率,尽管学习曲线陡峭,但其强大功能使其在今天的编程生态中依然重要。
