有限状态机FSM的设计与实现

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       很多实时系统,特别是实时控制系统,其整个分析机制与系统的状态有相当大的关系。有限状态机由有限的状态和相互之间的转移构成，在任何时候只能处于给定数目的状态中的 一个。当接收到一个输人事件时，状态机产生一个输出，同时也可能伴随着状态的转移。主要有两种方法来建立有限状态机，一种是“状态转移图”，另一种是“状态转移表” ，分别用图形方式或表格方式建立有限状态机。实时系统经常会应用于较大型的系统中，这时采用图形或表格方式对理解复杂的系统具有很大的帮助。下面介绍模块的有限状态机的实现。

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一 状态变迁图

    在事件驱动机制的程序中,对象的行为往往是根据对象当前的状态和所收到的事件，一起结合起来，决定要做出的反应执行动作,最后状态变为另一新状态。下面用一张二维表格就能够很好的描述这一过程。

         变迁后的状态

状态

事件1

事件2

状态1

状态11

状态12

状态2

状态21

状态22

   

    其实这就是表格驱动机制，假设对象当前的状态 为1，在收到事件1后，,通过查找状 态表，获得事件处理完状态变迁后状态。变迁过程是由两部分组成。

1）状态1 –>事件1

2）事件1–>状态11

过程表示旧状态在获得事件后的出口过程，此时执行一系列的出口动作，过程表示获得 事件后进人新状态的人口过程，此时执行一系列的人口动作

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二 状态事件动作规则的描述

我们定义了类TStateDef描述状态的属性，TEventDef描述事件属性，TStateRule描述状态变迁规则，在收到xx事件后，状态为xx。TStateActive描述了动作类型，动作编码，参数等属性，详细见下。

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三 有 限 状态机 的 程 序 实 现

下图是有限状态机在程序中的两个主要数据链，事件链中定义了系统用到的所有事件，每一个事件用一个节点存放。状态链中定义了系统用到的所有状态，每一个状态用一个节点描述，状态节点中除了有状态属性字段之外，还有两个重要数据链。

（1）状态变迁规则链，规则节点中定义了该状态在某一事件中变迁后到一新的状态。

  （2）动作链，动作节点主要分两种类型、 入口动作和出口动作，人口动作指状态变迁到一新状态后，执行新状态的人口动作，出口动作指原状态变迁到一新状态中，执行原状态的 出口动作。

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      四 流程状态机的解释执行

     五 应用对象的状态机的具体执行

       有限状态机提供了描述和控制应用逻辑的非常强大的方法。他们可 应用于通信协议、图形界面控制和其他很多应用中。FSM也是个不错 的工具。很多复杂的逻辑可以在一张小图表中表述。他们很强大也很好用使因为他们的规则简单、 可读性和可验证性。同时，他还可自动生成代码。