如何在 C 语言中有效实现状态机：技术比较？

C语言状态机设计

问题探索：

在嵌入式系统领域，状态机对于管理复杂的事件驱动行为。本题探讨了在 C 语言中设计有效状态机的经过验证的实现技术。

实现技术：

结构数组和循环方法：

这种经典方法利用结构数组（称为“转换表”）来定义状态机器的行为。每个结构体条目代表一个转换，由以下部分组成：

• 当前状态 (st)
• 事件 (ev)
• 返回新状态的函数 (fn)

在循环中，状态机根据转换评估传入事件。如果找到匹配，则执行指定的函数，并且状态相应地改变。

转换表和调度程序设计：

这种方法引入了“事件泵”它收集事件。这些事件被传递到“事件积分器”，该积分器根据转换表确定下一个状态。转换表将事件状态组合映射到“调度程序”功能。调度程序函数调用更新机器状态并执行所需操作的“动作”。

结构数组方法的优点：

• 易于实现
• 易于维护和修改
• 可以处理嵌套状态层次结构

转换表和调度程序设计的好处：

• 将事件与操作分离
• 通过添加新内容来促进可扩展性动作或事件
• 支持多个状态机并发运行

其他设计注意事项：

• 使用宏定义状态和事件（例如#define ST_INIT 0）
• 使用“通配符”（例如 ST_ANY）来处理转换在任何状态
• 确保定义所有可能的转换
• 将状态机上下文结构传递给函数以避免全局变量（对于运行多个实例很有用）

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