सी राज्य-मशीन डिजाइन [बंद]


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मैं मिश्रित C ​​और C ++ में एक छोटे प्रोजेक्ट को तैयार कर रहा हूं। मैं अपने एक कार्यकर्ता सूत्र के दिल में एक छोटी-ईश राज्य-मशीन का निर्माण कर रहा हूं।

मैं सोच रहा था कि क्या आप एसओ पर गुरु अपनी राज्य-मशीन डिजाइन तकनीक साझा करेंगे।

नोट: मैं मुख्य रूप से कोशिश की और परीक्षण तकनीकों का परीक्षण करने के बाद हूँ।

अद्यतन: एसओ पर एकत्रित सभी महान इनपुट के आधार पर, मैं इस वास्तुकला पर बस गया हूं:

एक ईवेंट पंप एक इवेंट इंटीग्रेटर को इंगित करता है जो एक डिस्पैचर को इंगित करता है।  डिस्पैचर n कार्यों के माध्यम से 1 को इंगित करता है जो इवेंट इंटीग्रेटर पर वापस जाता है।  वाइल्डकार्ड के साथ एक संक्रमण तालिका डिस्पैचर को इंगित करती है।


4
यहाँ के उत्तर बहुत अच्छे हैं। इस डुप्लिकेट प्रश्न को भी देखें जिसमें कई अच्छे उत्तर हैं, भी: stackoverflow.com/questions/1371460/state-machines-tutorials
माइकल Burr


1
संबं
धत लं क

जवाबों:


170

राज्य की मशीनें जो मैंने पहले (C, C ++ नहीं) डिज़ाइन की हैं, सभी एक structसरणी और एक लूप में आ गई हैं। संरचना में मूल रूप से एक राज्य और घटना (लुक-अप के लिए) और एक फ़ंक्शन होता है जो नए राज्य को लौटाता है, कुछ इस तरह:

typedef struct {
    int st;
    int ev;
    int (*fn)(void);
} tTransition;

फिर आप अपने राज्यों और घटनाओं को सरल परिभाषित करते ANYहैं (जो विशेष मार्कर हैं, नीचे देखें):

#define ST_ANY              -1
#define ST_INIT              0
#define ST_ERROR             1
#define ST_TERM              2
: :
#define EV_ANY              -1
#define EV_KEYPRESS       5000
#define EV_MOUSEMOVE      5001

फिर आप उन सभी फ़ंक्शंस को परिभाषित करते हैं जिन्हें संक्रमण द्वारा कहा जाता है:

static int GotKey (void) { ... };
static int FsmError (void) { ... };

ये सभी फ़ंक्शन बिना किसी चर को लेने और राज्य मशीन के लिए नए राज्य को वापस करने के लिए लिखे गए हैं। इस उदाहरण में, वैश्विक चर का उपयोग किसी भी जानकारी को राज्य के कार्यों में पारित करने के लिए किया जाता है जहां आवश्यक हो।

ग्लोबल्स का उपयोग करना उतना बुरा नहीं है जितना लगता है क्योंकि FSM आमतौर पर एक एकल संकलन इकाई के अंदर बंद होता है और सभी चर उस इकाई के लिए स्थिर होते हैं (यही कारण है कि मैंने ऊपर "वैश्विक" के आसपास उद्धरणों का उपयोग किया है - वे अधिक साझा किए गए हैं) एफएसएम, सही मायने में वैश्विक)। सभी ग्लोबल्स की तरह, इसे देखभाल की आवश्यकता होती है।

संक्रमण सरणी तब सभी संभावित संक्रमणों को परिभाषित करती है और जो कार्य उन बदलावों के लिए कहे जाते हैं (कैच-ऑल लास्ट वन सहित):

tTransition trans[] = {
    { ST_INIT, EV_KEYPRESS, &GotKey},
    : :
    { ST_ANY, EV_ANY, &FsmError}
};
#define TRANS_COUNT (sizeof(trans)/sizeof(*trans))

इसका क्या मतलब है: यदि आप ST_INITराज्य में हैं और आप EV_KEYPRESSघटना को प्राप्त करते हैं , तो कॉल करें GotKey

FSM के कामकाज तब अपेक्षाकृत सरल लूप बन जाते हैं:

state = ST_INIT;
while (state != ST_TERM) {
    event = GetNextEvent();
    for (i = 0; i < TRANS_COUNT; i++) {
        if ((state == trans[i].st) || (ST_ANY == trans[i].st)) {
            if ((event == trans[i].ev) || (EV_ANY == trans[i].ev)) {
                state = (trans[i].fn)();
                break;
            }
        }
    }
}

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, ST_ANYवाइल्ड-कार्ड के उपयोग पर ध्यान दें , जिससे किसी फ़ंक्शन को वर्तमान स्थिति में कॉल करने की अनुमति मिलती है।EV_ANYयह भी इसी तरह से काम करता है, किसी विशेष स्थिति में किसी फ़ंक्शन को कॉल करने की अनुमति देता है।

यह भी गारंटी दे सकता है कि, यदि आप बदलाव सरणी के अंत तक पहुँचते हैं, तो आपको एक त्रुटि मिलती है जो कहती है कि आपका FSM सही तरीके से नहीं बनाया गया है ( ST_ANY/EV_ANYसंयोजन का उपयोग करके ।

मैंने कई महान संचार परियोजनाओं पर इसके लिए समान कोड का उपयोग किया है, जैसे कि एम्बेडेड सिस्टम के लिए संचार ढेर और प्रोटोकॉल का प्रारंभिक कार्यान्वयन। बड़ा फायदा इसकी सादगी और सापेक्षता में बदलाव सरणी को बदलने में था।

मुझे कोई संदेह नहीं है कि उच्च-स्तर के अमूर्त होंगे जो आजकल अधिक उपयुक्त हो सकते हैं, लेकिन मुझे संदेह है कि वे सभी इसी तरह की संरचना के लिए उबाल लेंगे।


और जैसे ldog कि एक टिप्पणी में कहा गया है, आप सभी कार्यों के लिए एक संरचना सूचक को पारित करके (और घटना लूप में) का उपयोग करके ग्लोबल्स से पूरी तरह से बच सकते हैं। यह कई राज्य मशीनों को बिना किसी हस्तक्षेप के साइड-बाय-साइड चलने देगा।

बस एक संरचना प्रकार बनाएं जो मशीन-विशिष्ट डेटा (नंगे न्यूनतम पर राज्य) रखता है और ग्लोबल्स के बजाय इसका उपयोग करता है।

कारण जो मैंने शायद ही कभी किया है, क्योंकि मैंने जो भी राज्य मशीनें लिखी हैं उनमें से ज्यादातर सिंगलटन प्रकार (एक-बंद, कम-प्रक्रिया-प्रारंभ, कॉन्फ़िगरेशन फ़ाइल पढ़ने उदाहरण के लिए) हैं, एक से अधिक उदाहरणों को चलाने की आवश्यकता नहीं है । लेकिन इसका एक मूल्य है यदि आपको एक से अधिक चलाने की आवश्यकता है।


24
एक विशाल स्विच एफएसएम के साथ कोड को मिलाता है। भले ही प्रति संक्रमण केवल एक फ़ंक्शन कॉल है, फिर भी कुछ कोड है, और किसी के लिए यह दुरुपयोग करना आसान है कि केवल एक छोटी सी 4-लाइन संक्रमण इनलाइन जोड़कर। एक दस लाइन एक। फिर हाथ से निकल जाता है। संरचना सरणी के साथ, एफएसएम साफ रहता है - आप हर संक्रमण और प्रभाव (कार्य) देख सकते हैं। और मैंने शुरू किया जब एनमोज़ आईएसओ की नज़र में एक ट्विंकल थे, जो संकलक के साथ 6809 एम्बेडेड प्लेटफार्मों के लिए कोड लिख रहे थे, हम कहेंगे, सही से कम :-)
paxdiablo

5
आप सही हैं, एनम बेहतर होंगे, लेकिन मैं अभी भी एफएसएम को एक संरचना सरणी के रूप में पसंद करता हूं। फिर यह सब कोड के बजाय डेटा द्वारा चलाया जाता है (ठीक है, कुछ कोड है लेकिन एफएसएम लूप मैंने दिया है कि भरवां करने की संभावना पतली है)।
paxdiablo

2
यह अच्छा है, प्रक्रिया कंट्रोले स्टेट मशीनों के लिए, मैं हमेशा हर राज्य के लिए तीन (संभवतः खाली) सबस्टेट्स जोड़ता था, ताकि किसी स्टेट फंक्शन के लिए कॉल गोटकी (सबकेट) हो जाए, जहां सब्स्टिट्यूट होगी: - SS_ENTRY - SS_RUN - SS_EXIT मूल रूप से, राज्य फ़ंक्शन को प्रविष्टि पर SS_ENTRY सबलेट के साथ बुलाया जाता है, ताकि राज्य एक स्थिति (जैसे एक्चुएटर पदों) का पुनर्निर्माण कर सके। जब कोई संक्रमण नहीं होता है, तो SS_RUN सबलेट मूल्य पास हो जाता है। संक्रमण होने पर, राज्य फ़ंक्शन को SS_EXIT सबस्टैट के साथ बुलाया जाता है, ताकि यह किसी भी क्लीनअप (उदाहरण के लिए संसाधन संसाधन) कर सके।
मतिउ

13
आपने उल्लेख किया है कि आप ग्लोबल्स का उपयोग करके डेटा साझा करते हैं, लेकिन यह संभवत: क्लीनर होगा यदि आप राज्य के कार्यों को परिभाषित करते हैं कि डेटा के लिए सूचक int (*fn)(void*);कहाँ void*है जो प्रत्येक राज्य फ़ंक्शन एक पैरामीटर के रूप में लेता है। फिर राज्य के कार्य या तो डेटा का उपयोग कर सकते हैं या उन्हें अनदेखा कर सकते हैं।
ldog

13
मैं FSMs लिखने के लिए समान डेटा / कोड पृथक्करण का उपयोग करता हूं, सिवाय इसके कि यह मुझे 'वाइल्डकार्ड' राज्यों को पेश करने के लिए कभी नहीं हुआ। दिलचस्प विचार! हालाँकि, यदि आपके पास बहुत सारे राज्य हैं (जो कि सी कोड के स्वतः उत्पन्न होने के बाद से मेरे लिए मामला था) तो संक्रमण की सरणी को पुनरावृत्त करना महंगा हो सकता है। ऐसी स्थितियों में, प्रति राज्य में एक से अधिक संक्रमण होना अधिक कुशल होगा। इसलिए एक राज्य अब एक Enum मान नहीं है, लेकिन एक संक्रमण तालिका है। इस तरह, आपको मशीन में सभी बदलावों के बारे में नहीं बताना है, लेकिन सिर्फ वे जो वर्तमान स्थिति के लिए प्रासंगिक हैं।
Frerich Raabe

78

अन्य उत्तर अच्छे हैं, लेकिन एक बहुत ही "हल्के" कार्यान्वयन मैंने उपयोग किया है जब राज्य मशीन बहुत सरल दिखती है:

enum state { ST_NEW, ST_OPEN, ST_SHIFT, ST_END };

enum state current_state = ST_NEW;

while (current_state != ST_END)
{
    input = get_input();

    switch (current_state)
    {
        case ST_NEW:
        /* Do something with input and set current_state */
        break;

        case ST_OPEN:
        /* Do something different and set current_state */
        break;

        /* ... etc ... */
    }
}

मैं इसका उपयोग तब करूँगा जब राज्य मशीन पर्याप्त सरल हो कि फ़ंक्शन पॉइंटर और राज्य संक्रमण तालिका दृष्टिकोण ओवरकिल हो। यह अक्सर चरित्र-दर-वर्ण या शब्द-दर-शब्द पार्सिंग के लिए उपयोगी होता है।


37

कंप्यूटर विज्ञान में हर नियम को तोड़ने के लिए मुझे क्षमा करें, लेकिन एक स्टेट मशीन कुछ में से एक है (मैं केवल दो बंद हाथ गिन सकता हूं) उन स्थानों पर जहां एक gotoबयान न केवल अधिक कुशल है, बल्कि आपके कोड को क्लीनर और पढ़ने में आसान बनाता है। क्योंकि gotoकथन लेबल पर आधारित होते हैं, आप संख्याओं की गड़बड़ी पर नज़र रखने या किसी एनम का उपयोग करने के बजाय अपने राज्यों का नाम दे सकते हैं। यह बहुत क्लीनर कोड के लिए भी बनाता है क्योंकि आपको फ़ंक्शन पॉइंटर्स या विशाल स्विच स्टेटमेंट के सभी अतिरिक्त cruft की आवश्यकता नहीं होती है और जबकि लूप होते हैं। क्या मैंने उल्लेख किया है कि यह अधिक कुशल है?

यहाँ एक राज्य मशीन की तरह लग सकता है:

void state_machine() {
first_state:
    // Do some stuff here
    switch(some_var) {
    case 0:
        goto first_state;
    case 1:
        goto second_state;
    default:
        return;
    }

second_state:
    // Do some stuff here
    switch(some_var) {
    case 0:
        goto first_state;
    case 1:
        goto second_state;
    default:
        return;
    }
}

आप सामान्य विचार प्राप्त करें। मुद्दा यह है कि आप राज्य मशीन को एक कुशल तरीके से लागू कर सकते हैं और एक है जो पढ़ने में अपेक्षाकृत आसान है और पाठक को चिल्लाता है कि वे एक राज्य मशीन को देख रहे हैं। ध्यान दें कि यदि आप gotoबयानों का उपयोग कर रहे हैं , तो आपको अभी भी सावधान रहना चाहिए क्योंकि ऐसा करते समय पैर में खुद को गोली मारना बहुत आसान है।


4
यह केवल तभी काम करता है जब राज्य मशीन शीर्ष-स्तरीय ऑब्जेक्ट में हो। जिस पल कुछ अन्य वस्तु जो कभी-कभी प्रदूषित होती है / संदेश भेजे जाते हैं, को राज्य करने की आवश्यकता होती है, आप इस दृष्टिकोण के साथ फंस गए हैं (कि, या आपको इसे और अधिक जटिल बनाना है)
skrebbel

1
यह वास्तव में आपको प्रीमेप्टिव मल्टीटास्किंग का उपयोग करने के लिए मजबूर करता है लेकिन मामलों में सबसे सरल है।
क्रेग मैकक्वीन

1
उन गोटो को फंक्शन कॉल से बदला जा सकता है। और अगर एक प्रोफाइलर आपको बताता है कि आपका प्रोग्राम फंक्शन कॉल ओवरहेड के कारण डूब रहा है, तो आप आवश्यकतानुसार कॉल को गोटो से बदल सकते हैं।
अब्टीन फोर्ज़ोंडेह

7
@AbtinForouzandeh बस फ़ंक्शन कॉल के साथ गोटो को बदलने के बाद स्टैकओवरफ़्लो का कारण होगा क्योंकि कॉल स्टैक केवल एक त्रुटि के मामले में साफ हो जाता है।
JustMaximumPower

मैं गोटो विधि से सहमत हूं। यहाँ मैक्रोज़ का एक सेट है जो इसका वर्णन करता है। और मैक्रोज़ आपके कोड को संरचित बनाते हैं जैसे कि आपने इसे कोडित किया था जैसे कि आप सामान्य रूप से करेंगे। यह भी बाधा स्तर पर काम करता है जो आम तौर पर जहां राज्य मशीनों की जरूरत है है codeproject.com/Articles/37037/...
eddyq

30

आप राज्य मशीन संकलक http://smc.sourceforge.net/ पर विचार कर सकते हैं

यह शानदार ओपन सोर्स यूटिलिटी एक साधारण भाषा में एक स्टेट मशीन के विवरण को स्वीकार करती है और इसे एक दर्जन या तो भाषाओं में से किसी एक पर संकलित करती है - जिसमें C और C ++ शामिल हैं। उपयोगिता स्वयं जावा में लिखी गई है, और इसे एक निर्माण के हिस्से के रूप में शामिल किया जा सकता है।

ऐसा करने का कारण, गोएफ राज्य पैटर्न या किसी अन्य दृष्टिकोण का उपयोग करके हाथ कोडिंग के बजाय, यह है कि एक बार जब आपकी राज्य मशीन को कोड के रूप में व्यक्त किया जाता है, तो अंतर्निहित संरचना बॉयलरप्लेट के वजन के नीचे गायब हो जाती है जिसे इसका समर्थन करने के लिए उत्पन्न होने की आवश्यकता होती है। इस दृष्टिकोण का उपयोग करने से आपको चिंताओं का एक उत्कृष्ट अलगाव होता है, और आप अपने राज्य मशीन की संरचना को 'दृश्यमान' रखते हैं। ऑटो-जनरेटेड कोड उन मॉड्यूल्स में चला जाता है, जिन्हें आपको टच करने की आवश्यकता नहीं होती है, ताकि आप अपने द्वारा लिखे गए सपोर्टिंग कोड को प्रभावित किए बिना स्टेट मशीन के स्ट्रक्चर के साथ वापस जा सकें और फील कर सकें।

क्षमा करें, मैं अति-उत्साही हो रहा हूं, और सभी को संदेह में डाल रहा हूं। लेकिन यह एक शीर्ष पायदान उपयोगिता है, और अच्छी तरह से प्रलेखित भी है।


20

Miro Samek (ब्लॉग स्टेट स्पेस , वेबसाइट स्टेट मशीन एंड टूल्स ) के काम की जाँच करना सुनिश्चित करें , जिनके लेख C / C ++ उपयोगकर्ता जर्नल में बहुत अच्छे थे।

वेबसाइट दोनों खुला स्रोत और एक की वाणिज्यिक लाइसेंस में एक पूरा (C / C ++) कार्यान्वयन में शामिल राज्य मशीन फ्रेमवर्क (QP फ्रेमवर्क) , एक ईवेंट हैंडलर (QEP) , एक बुनियादी मॉडलिंग उपकरण (QM) और एक अनुरेखण उपकरण (QSpy) जो राज्य मशीनों को आकर्षित करने, कोड बनाने और उन्हें डीबग करने की अनुमति दें।

पुस्तक में कार्यान्वयन के क्या / क्यों और कैसे उपयोग करना है पर एक व्यापक विवरण शामिल है और यह भी श्रेणीबद्ध और परिमित राज्य मशीनों की बुनियादी बातों की समझ हासिल करने के लिए महान सामग्री है।

वेबसाइट में एम्बेडेड प्लेटफार्मों के साथ सॉफ्टवेयर के उपयोग के लिए कई बोर्ड समर्थन पैकेजों के लिंक भी हैं।


मैंने आपकी सजा के अनुसार प्रश्न के शीर्षक को संशोधित किया है।
55०

@jldupont: मेरा मतलब सिर्फ इतना था कि स्पष्ट करना बेहतर था। मैंने अपने उत्तर के अप्रासंगिक भागों को अब हटा दिया है।
डैनियल डारनास

1
मैंने जोड़ा है कि वेबसाइट / पुस्तक पर क्या अपेक्षा की जाती है, सॉफ्टवेयर का उपयोग करने के बाद खुद को; यह मेरी पुस्तक शेल्फ पर सबसे अच्छी पुस्तक है।
एड्रियन

@ Adriann, महान स्पष्टीकरण! मैंने सिर्फ वेबसाइट के घर को संशोधित किया है, पिछले लिंक ने काम करना बंद कर दिया था।
डैनियल डारनास

2
लिंक या तो मर चुके हैं या साइट के होमपेज की ओर इशारा करते हैं जो लगता है कि इसकी दिशा एम्बेडेड सॉफ़्टवेयर में बदल गई है। आप अभी भी स्टेट- machine.com/resources/articles.php पर कुछ सामग्री देख सकते हैं , लेकिन यहां तक ​​कि अधिकांश राज्य मशीन से संबंधित लिंक मृत हैं। यह वहां के एकमात्र अच्छे लिंक में से एक है: State-machine.com/resources/…
तातियाना राचेवा

11

मैंने कुछ ऐसा ही किया है जो paxdiablo का वर्णन करता है, केवल एक राज्य / घटना के बदलाव की एक सरणी के बजाय, मैं फ़ंक्शन बिंदु के 2-आयामी सरणी को सेट करता हूं, जिसमें एक अक्ष के सूचकांक और वर्तमान राज्य मान के रूप में घटना मूल्य होता है। अन्य। फिर मैं फोन करता हूं state = state_table[event][state](params)और सही बात होती है। अमान्य स्थिति / ईवेंट संयोजन का प्रतिनिधित्व करने वाले कक्षों को एक फ़ंक्शन को एक संकेतक मिलता है जो ऐसा कहता है, ज़ाहिर है।

जाहिर है, यह केवल तभी काम करता है जब राज्य और घटना मूल्य दोनों सन्निहित सीमाएं हों और 0 से शुरू हों या पर्याप्त रूप से बंद हों।


1
ऐसा लगता है कि इस समाधान को अच्छी तरह से स्केल नहीं किया गया है: बहुत अधिक टेबल भरने, नहीं?
१19:

2
+1। यहाँ स्केलिंग मुद्दा है मेमोरी - मेरे अपने समाधान में एक स्केलिंग मुद्दा है पुनः समय, यानी, संक्रमण तालिका को स्कैन करने के लिए लिया गया समय (हालांकि आप मैन्युअल रूप से सबसे आम बदलावों के लिए अनुकूलित कर सकते हैं)। यह एक गति के लिए स्मृति बलिदान करता है - यह सिर्फ एक व्यापार बंद है। आपको शायद सीमा के लिए जांच की आवश्यकता होगी लेकिन यह एक बुरा समाधान नहीं है।
पैक्साडैब्लो

दोस्तों - मेरी टिप्पणी के रूप में बाहर नहीं आया था: मेरा मतलब था कि यह बहुत अधिक श्रमसाध्य और त्रुटि प्रवण है। यदि आप एक स्थिति / घटना जोड़ते हैं, तो बहुत सारे संपादन किए जाने की आवश्यकता है।
१२:४२ पर jldupont

3
किसी ने भी नहीं कहा कि 2 डी सरणी हाथ से शुरू की गई थी। हो सकता है कि कुछ ऐसा हो जो एक कॉन्फ़िगरेशन फ़ाइल पढ़ता है और इसे बनाता है (या कम से कम वहाँ निश्चित रूप से हो सकता है)।
जॉन ज़्विनके

एक तरह से सरणियों को इनिशियलाइज़ करने का एक तरीका है कि प्रीप्रोसेसर का उपयोग देर से होने वाली बाइंडर के रूप में किया जाए (शुरुआती बाइंडिंग के विपरीत)। जब आप STATE_LIST मैक्रो का उपयोग करते हैं, तो आप सभी राज्यों की एक सूची #define STATE_LIST() \STATE_LIST_ENTRY(state1)\STATE_LIST_ENTRY(state2)\...(प्रत्येक के बाद एक निहित न्यूलाइन \ ) को परिभाषित करते हैं जहां आप (पुनः) एंट्री मैक्रो को परिभाषित करते हैं। उदाहरण - राज्य के नामों की एक सरणी बनाना #define STATE_LIST_ENTRY(s) #s , \n const char *state_names[] = { STATE_LIST() };\n #undef STATE_LIST_ENTRY:। कुछ पहले स्थापित करने के लिए काम करते हैं, लेकिन यह बेहद शक्तिशाली है। नया राज्य जोड़ें -> कोई छूट नहीं है।
होवल्ड

9

एक बहुत अच्छा टेम्पलेट-आधारित C ​​++ स्टेट मशीन "फ्रेमवर्क" को स्टीफन हेंजमैन ने अपने लेख में दिया है ।

चूंकि लेख में एक पूर्ण कोड डाउनलोड करने के लिए कोई लिंक नहीं है, इसलिए मैंने कोड को एक परियोजना में पेस्ट करने और इसे जांचने की स्वतंत्रता ली है। नीचे दिए गए सामान का परीक्षण किया गया है और इसमें कुछ मामूली लेकिन बहुत अधिक स्पष्ट लापता टुकड़े शामिल हैं।

यहां प्रमुख नवाचार यह है कि संकलक बहुत कुशल कोड उत्पन्न कर रहा है। खाली प्रविष्टि / निकास क्रियाओं की कोई कीमत नहीं है। गैर-रिक्त प्रविष्टि / निकास क्रियाएँ इनबिल्ड हैं। संकलक भी स्टेटचैट की पूर्णता की पुष्टि कर रहा है। अनुपलब्ध क्रियाएँ लिंकिंग त्रुटियाँ उत्पन्न करती हैं। केवल एक चीज जो नहीं पकड़ी गई है वह गायब है Top::init

यह Miro Samek के कार्यान्वयन के लिए एक बहुत अच्छा विकल्प है, अगर आप बिना गायब हुए रह सकते हैं - यह एक पूर्ण यूएमएल स्टेटचर्ट कार्यान्वयन से बहुत दूर है, हालांकि यह यूएमएल शब्दार्थ को सही ढंग से लागू करता है, जबकि डिजाइन द्वारा सेमक कोड बाहर निकलने / संक्रमण नहीं करता है / सही क्रम में प्रवेश क्रिया।

यदि यह कोड आपके लिए आवश्यक है, और आपके सिस्टम के लिए एक अच्छा C ++ कंपाइलर है, तो यह संभवतः Miro के C / C ++ कार्यान्वयन से बेहतर प्रदर्शन करेगा। संकलक आपके लिए एक चपटा, ओ (1) संक्रमण राज्य मशीन कार्यान्वयन उत्पन्न करता है। यदि असेंबली आउटपुट का ऑडिट पुष्टि करता है कि अनुकूलन वांछित है, तो आप सैद्धांतिक प्रदर्शन के करीब पहुंच जाते हैं। सबसे अच्छा हिस्सा: यह अपेक्षाकृत छोटा है, कोड को समझना आसान है।

#ifndef HSM_HPP
#define HSM_HPP

// This code is from:
// Yet Another Hierarchical State Machine
// by Stefan Heinzmann
// Overload issue 64 december 2004
// http://accu.org/index.php/journals/252

/* This is a basic implementation of UML Statecharts.
 * The key observation is that the machine can only
 * be in a leaf state at any given time. The composite
 * states are only traversed, never final.
 * Only the leaf states are ever instantiated. The composite
 * states are only mechanisms used to generate code. They are
 * never instantiated.
 */

// Helpers

// A gadget from Herb Sutter's GotW #71 -- depends on SFINAE
template<class D, class B>
class IsDerivedFrom {
    class Yes { char a[1]; };
    class No  { char a[10]; };
    static Yes Test(B*); // undefined
    static No Test(...); // undefined
public:
    enum { Res = sizeof(Test(static_cast<D*>(0))) == sizeof(Yes) ? 1 : 0 };
};

template<bool> class Bool {};

// Top State, Composite State and Leaf State

template <typename H>
struct TopState {
    typedef H Host;
    typedef void Base;
    virtual void handler(Host&) const = 0;
    virtual unsigned getId() const = 0;
};

template <typename H, unsigned id, typename B>
struct CompState;

template <typename H, unsigned id, typename B = CompState<H, 0, TopState<H> > >
struct CompState : B {
    typedef B Base;
    typedef CompState<H, id, Base> This;
    template <typename X> void handle(H& h, const X& x) const { Base::handle(h, x); }
    static void init(H&); // no implementation
    static void entry(H&) {}
    static void exit(H&) {}
};

template <typename H>
struct CompState<H, 0, TopState<H> > : TopState<H> {
    typedef TopState<H> Base;
    typedef CompState<H, 0, Base> This;
    template <typename X> void handle(H&, const X&) const {}
    static void init(H&); // no implementation
    static void entry(H&) {}
    static void exit(H&) {}
};

template <typename H, unsigned id, typename B = CompState<H, 0, TopState<H> > >
struct LeafState : B {
    typedef H Host;
    typedef B Base;
    typedef LeafState<H, id, Base> This;
    template <typename X> void handle(H& h, const X& x) const { Base::handle(h, x); }
    virtual void handler(H& h) const { handle(h, *this); }
    virtual unsigned getId() const { return id; }
    static void init(H& h) { h.next(obj); } // don't specialize this
    static void entry(H&) {}
    static void exit(H&) {}
    static const LeafState obj; // only the leaf states have instances
};

template <typename H, unsigned id, typename B>
const LeafState<H, id, B> LeafState<H, id, B>::obj;

// Transition Object

template <typename C, typename S, typename T>
// Current, Source, Target
struct Tran {
    typedef typename C::Host Host;
    typedef typename C::Base CurrentBase;
    typedef typename S::Base SourceBase;
    typedef typename T::Base TargetBase;
    enum { // work out when to terminate template recursion
        eTB_CB = IsDerivedFrom<TargetBase, CurrentBase>::Res,
        eS_CB = IsDerivedFrom<S, CurrentBase>::Res,
        eS_C = IsDerivedFrom<S, C>::Res,
        eC_S = IsDerivedFrom<C, S>::Res,
        exitStop = eTB_CB && eS_C,
        entryStop = eS_C || eS_CB && !eC_S
    };
    // We use overloading to stop recursion.
    // The more natural template specialization
    // method would require to specialize the inner
    // template without specializing the outer one,
    // which is forbidden.
    static void exitActions(Host&, Bool<true>) {}
    static void exitActions(Host&h, Bool<false>) {
        C::exit(h);
        Tran<CurrentBase, S, T>::exitActions(h, Bool<exitStop>());
    }
    static void entryActions(Host&, Bool<true>) {}
    static void entryActions(Host& h, Bool<false>) {
        Tran<CurrentBase, S, T>::entryActions(h, Bool<entryStop>());
        C::entry(h);
    }
    Tran(Host & h) : host_(h) {
        exitActions(host_, Bool<false>());
    }
    ~Tran() {
        Tran<T, S, T>::entryActions(host_, Bool<false>());
        T::init(host_);
    }
    Host& host_;
};

// Initializer for Compound States

template <typename T>
struct Init {
    typedef typename T::Host Host;
    Init(Host& h) : host_(h) {}
    ~Init() {
        T::entry(host_);
        T::init(host_);
    }
    Host& host_;
};

#endif // HSM_HPP

टेस्ट कोड इस प्रकार है।

#include <cstdio>
#include "hsm.hpp"
#include "hsmtest.hpp"

/* Implements the following state machine from Miro Samek's
 * Practical Statecharts in C/C++
 *
 * |-init-----------------------------------------------------|
 * |                           s0                             |
 * |----------------------------------------------------------|
 * |                                                          |
 * |    |-init-----------|        |-------------------------| |
 * |    |       s1       |---c--->|            s2           | |
 * |    |----------------|<--c----|-------------------------| |
 * |    |                |        |                         | |
 * |<-d-| |-init-------| |        | |-init----------------| | |
 * |    | |     s11    |<----f----| |          s21        | | |
 * | /--| |------------| |        | |---------------------| | |
 * | a  | |            | |        | |                     | | |
 * | \->| |            |------g--------->|-init------|    | | |
 * |    | |____________| |        | |-b->|    s211   |---g--->|
 * |    |----b---^       |------f------->|           |    | | |
 * |    |________________|        | |<-d-|___________|<--e----|
 * |                              | |_____________________| | |
 * |                              |_________________________| |
 * |__________________________________________________________|
 */

class TestHSM;

typedef CompState<TestHSM,0>     Top;
typedef CompState<TestHSM,1,Top>   S0;
typedef CompState<TestHSM,2,S0>      S1;
typedef LeafState<TestHSM,3,S1>        S11;
typedef CompState<TestHSM,4,S0>      S2;
typedef CompState<TestHSM,5,S2>        S21;
typedef LeafState<TestHSM,6,S21>         S211;

enum Signal { A_SIG, B_SIG, C_SIG, D_SIG, E_SIG, F_SIG, G_SIG, H_SIG };

class TestHSM {
public:
    TestHSM() { Top::init(*this); }
    ~TestHSM() {}
    void next(const TopState<TestHSM>& state) {
        state_ = &state;
    }
    Signal getSig() const { return sig_; }
    void dispatch(Signal sig) {
        sig_ = sig;
        state_->handler(*this);
    }
    void foo(int i) {
        foo_ = i;
    }
    int foo() const {
        return foo_;
    }
private:
    const TopState<TestHSM>* state_;
    Signal sig_;
    int foo_;
};

bool testDispatch(char c) {
    static TestHSM test;
    if (c<'a' || 'h'<c) {
        return false;
    }
    printf("Signal<-%c", c);
    test.dispatch((Signal)(c-'a'));
    printf("\n");
    return true;
}

int main(int, char**) {
    testDispatch('a');
    testDispatch('e');
    testDispatch('e');
    testDispatch('a');
    testDispatch('h');
    testDispatch('h');
    return 0;
}

#define HSMHANDLER(State) \
    template<> template<typename X> inline void State::handle(TestHSM& h, const X& x) const

HSMHANDLER(S0) {
    switch (h.getSig()) {
    case E_SIG: { Tran<X, This, S211> t(h);
        printf("s0-E;");
        return; }
    default:
        break;
    }
    return Base::handle(h, x);
}

HSMHANDLER(S1) {
    switch (h.getSig()) {
    case A_SIG: { Tran<X, This, S1> t(h);
        printf("s1-A;"); return; }
    case B_SIG: { Tran<X, This, S11> t(h);
        printf("s1-B;"); return; }
    case C_SIG: { Tran<X, This, S2> t(h);
        printf("s1-C;"); return; }
    case D_SIG: { Tran<X, This, S0> t(h);
        printf("s1-D;"); return; }
    case F_SIG: { Tran<X, This, S211> t(h);
        printf("s1-F;"); return; }
    default: break;
    }
    return Base::handle(h, x);
}

HSMHANDLER(S11) {
    switch (h.getSig()) {
    case G_SIG: { Tran<X, This, S211> t(h);
        printf("s11-G;"); return; }
    case H_SIG: if (h.foo()) {
            printf("s11-H");
            h.foo(0); return;
        } break;
    default: break;
    }
    return Base::handle(h, x);
}

HSMHANDLER(S2) {
    switch (h.getSig()) {
    case C_SIG: { Tran<X, This, S1> t(h);
        printf("s2-C"); return; }
    case F_SIG: { Tran<X, This, S11> t(h);
        printf("s2-F"); return; }
    default: break;
    }
    return Base::handle(h, x);
}

HSMHANDLER(S21) {
    switch (h.getSig()) {
    case B_SIG: { Tran<X, This, S211> t(h);
        printf("s21-B;"); return; }
    case H_SIG: if (!h.foo()) {
            Tran<X, This, S21> t(h);
            printf("s21-H;"); h.foo(1);
            return;
        } break;
    default: break;
    }
    return Base::handle(h, x);
}

HSMHANDLER(S211) {
    switch (h.getSig()) {
    case D_SIG: { Tran<X, This, S21> t(h);
        printf("s211-D;"); return; }
    case G_SIG: { Tran<X, This, S0> t(h);
        printf("s211-G;"); return; }
    }
    return Base::handle(h, x);
}

#define HSMENTRY(State) \
    template<> inline void State::entry(TestHSM&) { \
        printf(#State "-ENTRY;"); \
    }

HSMENTRY(S0)
HSMENTRY(S1)
HSMENTRY(S11)
HSMENTRY(S2)
HSMENTRY(S21)
HSMENTRY(S211)

#define HSMEXIT(State) \
    template<> inline void State::exit(TestHSM&) { \
        printf(#State "-EXIT;"); \
    }

HSMEXIT(S0)
HSMEXIT(S1)
HSMEXIT(S11)
HSMEXIT(S2)
HSMEXIT(S21)
HSMEXIT(S211)

#define HSMINIT(State, InitState) \
    template<> inline void State::init(TestHSM& h) { \
       Init<InitState> i(h); \
       printf(#State "-INIT;"); \
    }

HSMINIT(Top, S0)
HSMINIT(S0, S1)
HSMINIT(S1, S11)
HSMINIT(S2, S21)
HSMINIT(S21, S211)

हम्म ... sth आपके कोड में गायब है। सबसे पहले आप दो हेडर शामिल करते हैं, लेकिन केवल पहले एक को प्रदान करते हैं। जब मैं संकलित करते समय "शामिल करें" कथन पर टिप्पणी करता हूं, तो मुझे यह त्रुटि मिलती है: d: \ 1 \ hsm> g ++ test.cpp test.cpp: 195: 1: त्रुटि: 'स्टेटिक शून्य कम्पैस्टेट <H, id, B> का विशेषज्ञता :: init (H &) [H = TestHSM के साथ; अहस्ताक्षरित int आईडी = 0u; बी = कम्पेसाट <TestHSM, 0u, TopState <TestHSM>>] तात्कालिकता के बाद
फ्रेडी चोपिन

मुझे सभी HSMINIT () की परिभाषाओं को TestHSM वर्ग से ऊपर ले जाना था और यह संकलन करता है और ठीक काम करता है (, केवल एक चीज जो गलत है वह यह है कि सभी बदलाव "बाहरी" हैं, जबकि उन्हें "आंतरिक" होना चाहिए - वहां) लेख और लेखक में इसके बारे में कुछ बहस ने फैसला किया कि "एक्सट्रनल" सही था, लेकिन इस्तेमाल किए गए तीर "आंतरिक" का सुझाव देते हैं।
फ्रेडी चोपिन

5

राज्य मशीनों (प्रोग्राम नियंत्रण के लिए कम से कम वाले) के लिए मुझे जो तकनीक पसंद है वह फ़ंक्शन पॉइंटर्स का उपयोग करना है। प्रत्येक राज्य को एक अलग फ़ंक्शन द्वारा दर्शाया जाता है। फ़ंक्शन एक इनपुट प्रतीक लेता है और अगले राज्य के लिए फ़ंक्शन पॉइंटर लौटाता है। केंद्रीय प्रेषण लूप मॉनिटर अगला इनपुट लेता है, इसे वर्तमान स्थिति में फ़ीड करता है, और परिणाम को संसाधित करता है।

इस पर टाइपिंग थोड़ी अजीब हो जाती है, क्योंकि C में फंक्शन पॉइंट्स के प्रकारों को स्वयं लौटने का संकेत देने का कोई तरीका नहीं है, इसलिए राज्य फ़ंक्शन वापस लौटते हैं void*। लेकिन आप ऐसा कुछ कर सकते हैं:

typedef void* (*state_handler)(input_symbol_t);
void dispatch_fsm()
{
    state_handler current = initial_handler;
    /* Let's assume returning null indicates end-of-machine */
    while (current) {
        current = current(get_input);
    }
 }

फिर आपके व्यक्तिगत राज्य कार्य उनके इनपुट पर स्विच कर सकते हैं और उचित मूल्य वापस कर सकते हैं।


+1 यह वास्तव में अच्छा है, और संक्रमण कार्यों के अंदर हाथ की कार्यक्षमता के लिए अच्छी जगहें प्रदान करता है
फायर क्रो

5

सरलतम मामला

enum event_type { ET_THIS, ET_THAT };
union event_parm { uint8_t this; uint16_t that; }
static void handle_event(enum event_type event, union event_parm parm)
{
  static enum { THIS, THAT } state;
  switch (state)
  {
    case THIS:
    switch (event)
    {
      case ET_THIS:
      // Handle event.
      break;

      default:
      // Unhandled events in this state.
      break;
    }
    break;

    case THAT:
    // Handle state.
    break;
  }
}

अंक: राज्य निजी है, न केवल संकलन इकाई के लिए, बल्कि event_handler के लिए भी। विशेष मामलों को मुख्य स्विच से अलग से संभाला जा सकता है जो भी आवश्यक समझा जाता है।

अधिक जटिल मामला

जब स्विच पूर्ण स्क्रीन के एक जोड़े से बड़ा हो जाता है, तो इसे फ़ंक्शन में विभाजित करें जो प्रत्येक राज्य को संभालता है, सीधे फ़ंक्शन देखने के लिए राज्य तालिका का उपयोग करता है। इवेंट हैंडलर के लिए राज्य अभी भी निजी है। राज्य हैंडलर के कार्य अगले राज्य को वापस करते हैं। यदि आवश्यक हो तो कुछ कार्यक्रम अभी भी मुख्य ईवेंट हैंडलर में विशेष उपचार प्राप्त कर सकते हैं। मुझे राज्य प्रवेश और निकास के लिए छद्म घटनाओं में फेंकना पसंद है और शायद राज्य मशीन शुरू:

enum state_type { THIS, THAT, FOO, NA };
enum event_type { ET_START, ET_ENTER, ET_EXIT, ET_THIS, ET_THAT, ET_WHATEVER, ET_TIMEOUT };
union event_parm { uint8_t this; uint16_t that; };
static void handle_event(enum event_type event, union event_parm parm)
{
  static enum state_type state;
  static void (* const state_handler[])(enum event_type event, union event_parm parm) = { handle_this, handle_that };
  enum state_type next_state = state_handler[state](event, parm);
  if (NA != next_state && state != next_state)
  {
    (void)state_handler[state](ET_EXIT, 0);
    state = next_state;
    (void)state_handler[state](ET_ENTER, 0);
  }
}

मुझे यकीन नहीं है कि अगर मैंने सिंटैक्स को पकड़ा है, खासकर फ़ंक्शन पॉइंटर्स की सरणी के बारे में। मैंने इसे कंपाइलर के माध्यम से नहीं चलाया है। समीक्षा करने पर, मैंने देखा कि जब मैं राज्य_हैंडलर ()) को कॉल करने से पहले छद्म घटनाओं ((शून्य) कोष्ठक को हैंडल कर रहा हूं) को स्पष्ट रूप से अगले राज्य को छोड़ना भूल गया। यह कुछ ऐसा है जो मुझे पसंद है भले ही कंपाइलर्स ने चुपचाप चूक को स्वीकार कर लिया हो। यह कोड के पाठकों को बताता है कि "हां, मेरा वास्तव में रिटर्न वैल्यू का उपयोग किए बिना फ़ंक्शन को कॉल करने का मतलब था", और यह स्थैतिक विश्लेषण टूल को इसके बारे में चेतावनी देने से रोक सकता है। यह idiosyncratic हो सकता है क्योंकि मुझे याद नहीं है कि किसी और को ऐसा करते हुए देखा हो।

पॉइंट्स: एक छोटी सी जटिलता को जोड़ना (जाँचना कि अगला राज्य वर्तमान से अलग है), कहीं और डुप्लिकेट किए गए कोड से बच सकते हैं, क्योंकि राज्य हैंडलर फ़ंक्शन उन छद्म घटनाओं का आनंद ले सकते हैं जो किसी राज्य में प्रवेश करने और छोड़ने पर होती हैं। याद रखें कि छद्म घटनाओं को संभालने के दौरान राज्य नहीं बदल सकता है, क्योंकि राज्य हैंडलर का परिणाम इन घटनाओं के बाद छोड़ दिया जाता है। आप व्यवहार को संशोधित करने के लिए चुन सकते हैं।

एक राज्य हैंडलर ऐसा दिखेगा:

static enum state_type handle_this(enum event_type event, union event_parm parm)
{
  enum state_type next_state = NA;
  switch (event)
  {
    case ET_ENTER:
    // Start a timer to do whatever.
    // Do other stuff necessary when entering this state.
    break;

    case ET_WHATEVER:
    // Switch state.
    next_state = THAT;
    break;

    case ET_TIMEOUT:
    // Switch state.
    next_state = FOO;
    break;

    case ET_EXIT:
    // Stop the timer.
    // Generally clean up this state.
    break;
  }
  return next_state;
}

अधिक जटिलता

जब संकलन इकाई बहुत बड़ी हो जाती है (जो भी आपको लगता है कि है, मुझे लगभग 1000 पंक्तियों को कहना चाहिए), प्रत्येक राज्य के हैंडलर को एक अलग फ़ाइल में डालें। जब प्रत्येक राज्य हैंडलर एक जोड़ी स्क्रीन से अधिक लंबा हो जाता है, तो प्रत्येक घटना को एक अलग फ़ंक्शन में विभाजित करता है, जिस तरह से राज्य स्विच विभाजित किया गया था। आप इसे कई तरीकों से कर सकते हैं, राज्य से अलग या एक सामान्य तालिका का उपयोग करके, या विभिन्न योजनाओं के संयोजन से। उनमें से कुछ अन्य लोगों द्वारा यहां कवर किए गए हैं। अपनी तालिकाओं को क्रमबद्ध करें और बाइनरी खोज का उपयोग करें यदि गति एक आवश्यकता है।

सामान्य प्रोग्रामिंग

मुझे प्रीप्रोसेसर को टेबल से सॉर्ट करने या यहां तक ​​कि स्टेट मशीनों को विवरण से उत्पन्न करने जैसे मुद्दों से निपटने के लिए पसंद करना चाहिए, जिससे आप "प्रोग्राम के बारे में प्रोग्राम लिख सकें"। मेरा मानना ​​है कि बूस्ट के लोग C ++ टेम्प्लेट का फायदा उठा रहे हैं, लेकिन मुझे सिंटैक्स क्रिप्टोकरंसी लगती है।

दो आयामी तालिकाओं

मैंने अतीत में राज्य / घटना तालिकाओं का उपयोग किया है, लेकिन मुझे यह कहना है कि सबसे सरल मामलों के लिए मैं उन्हें आवश्यक नहीं पाता हूं और मैं स्विच स्टेटमेंट की स्पष्टता और पठनीयता पसंद करता हूं, भले ही वह पिछले एक स्क्रीन को पूर्ण रूप से विस्तारित करता हो। अधिक जटिल मामलों के लिए टेबल जल्दी से हाथ से निकल जाते हैं जैसा कि दूसरों ने नोट किया है। मेरे द्वारा यहां प्रस्तुत मुहावरे आपको स्मृति की खपत तालिका (भले ही यह प्रोग्राम मेमोरी हो सकती है) बनाए रखने के बिना, घटनाओं और राज्यों का एक जोड़ा जोड़ने की अनुमति देते हैं।

अस्वीकरण

विशेष आवश्यकताएं इन मुहावरों को कम उपयोगी साबित कर सकती हैं, लेकिन मैंने इन्हें बहुत स्पष्ट और बनाए रखा है।


मैं संघ के लिए सिर्फ एक चर नाम या प्रतीक के रूप में 'इसे' से बचूंगा, भले ही यह वास्तव में आरक्षित शब्द न हो।
XTL

4

अत्यधिक अप्रयुक्त, लेकिन कोड के लिए मज़ेदार, अब मेरे मूल उत्तर की तुलना में अधिक परिष्कृत संस्करण में; अप-टू-डेट संस्करण mercurial.intuxication.org पर देखे जा सकते हैं :

sm.h

#ifndef SM_ARGS
#error "SM_ARGS undefined: " \
    "use '#define SM_ARGS (void)' to get an empty argument list"
#endif

#ifndef SM_STATES
#error "SM_STATES undefined: " \
    "you must provide a list of comma-separated states"
#endif

typedef void (*sm_state) SM_ARGS;
static const sm_state SM_STATES;

#define sm_transit(STATE) ((sm_state (*) SM_ARGS)STATE)

#define sm_def(NAME) \
    static sm_state NAME ## _fn SM_ARGS; \
    static const sm_state NAME = (sm_state)NAME ## _fn; \
    static sm_state NAME ## _fn SM_ARGS

example.c

#include <stdio.h>

#define SM_ARGS (int i)
#define SM_STATES EVEN, ODD
#include "sm.h"

sm_def(EVEN)
{
    printf("even %i\n", i);
    return ODD;
}

sm_def(ODD)
{
    printf("odd  %i\n", i);
    return EVEN;
}

int main(void)
{
    int i = 0;
    sm_state state = EVEN;

    for(; i < 10; ++i)
        state = sm_transit(state)(i);

    return 0;
}

14
मुझे "बेहद अदम्य" टिप्पणी पसंद है। यह इंगित करने के लिए लगता है कि अनीति की डिग्री है और आप इसे परीक्षण न करने के लिए काफी प्रयास करते हैं :-)
paxdiablo

@Christoph इस उत्तर में लिंक टूटा हुआ है। इसके अलावा, आपने इस कोड का परीक्षण किया है या नहीं? यदि यह परीक्षण किया गया है और काम करता है तो आपको उत्तर से हटा देना चाहिए। शायद यह भी उदाहरण है कि मैक्रोज़ के विस्तारित होने के बाद यह कोड किस परिणाम का परिणाम देता है। मुझे सामान्य विचार पसंद है।
जोकिम

4

मुझे वास्तव में paxdiable का उत्तर पसंद आया और उसने मेरे आवेदन के लिए सभी अनुपलब्ध सुविधाओं जैसे गार्ड वैरिएबल और स्टेट मशीन विशिष्ट डेटा को लागू करने का निर्णय लिया।

मैंने समुदाय के साथ साझा करने के लिए इस साइट पर अपना कार्यान्वयन अपलोड किया है। यह एआरएम के लिए आईएआर एंबेडेड वर्कबेंच का उपयोग करके परीक्षण किया गया है।

https://sourceforge.net/projects/compactfsm/


2018 में यह खोजना और यह अभी भी लागू है। मैं @paxdiablo उत्तर पढ़ रहा था, और मैंने पहले एम्बेडेड सिस्टम में उस प्रकार के कार्यान्वयन का सफलतापूर्वक उपयोग किया है। यह समाधान paxdiablos उत्तर से गायब चीजों को जोड़ता है :)
क्रिस्टोफर

4

एक और दिलचस्प खुला स्रोत उपकरण Statecharts.org पर Yakindu Statechart उपकरण है । यह हरेल राज्यचक्र का उपयोग करता है और इस प्रकार पदानुक्रमित और समानांतर राज्य प्रदान करता है और सी और सी ++ (साथ ही जावा) कोड उत्पन्न करता है। यह पुस्तकालयों का उपयोग नहीं करता है, लेकिन 'सादा कोड' दृष्टिकोण का अनुसरण करता है। कोड मूल रूप से स्विच-केस संरचनाओं को लागू करता है। कोड जनरेटर भी अनुकूलित किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त उपकरण कई अन्य सुविधाएँ प्रदान करता है।


3

इस देर से (हमेशा की तरह) आ रहा है, लेकिन मुझे लगता है कि कुछ महत्वपूर्ण याद आ रही है तारीखों के जवाब स्कैनिंग;

मैंने अपनी स्वयं की परियोजनाओं में पाया है कि हर मान्य राज्य / घटना के संयोजन के लिए कार्य नहीं करना बहुत मददगार हो सकता है। मुझे प्रभावी रूप से राज्यों / घटनाओं की 2 डी तालिका होने का विचार पसंद है। लेकिन मुझे टेबल तत्वों की तरह एक साधारण फ़ंक्शन पॉइंटर से अधिक होना पसंद है। इसके बजाय मैं अपने डिजाइन को व्यवस्थित करने की कोशिश करता हूं, इसलिए यह हृदय में सरल परमाणु तत्वों या क्रियाओं का एक समूह है। इस तरह मैं अपने राज्य / घटना तालिका के प्रत्येक चौराहे पर उन सरल परमाणु तत्वों को सूचीबद्ध कर सकता हूं। विचार यह है कि आप नहीं करते हैं N वर्ग (आमतौर पर बहुत सरल) कार्यों के द्रव्यमान को परिभाषित करने की है। क्यों कुछ त्रुटि-प्रवण, समय लेने वाली, लिखने में कठिन, पढ़ने में कठिन है, आप इसे नाम देते हैं?

मैं तालिका में प्रत्येक सेल के लिए एक वैकल्पिक नया राज्य और एक वैकल्पिक फ़ंक्शन पॉइंटर भी शामिल करता हूं। फ़ंक्शन पॉइंटर उन असाधारण मामलों के लिए होता है जहां आप परमाणु कार्यों की सूची को बंद नहीं करना चाहते हैं।

आप जानते हैं कि आप इसे सही तरीके से कर रहे हैं जब आप अपनी तालिका को संपादित करके, बिना किसी नए कोड के लिखने के लिए, बहुत सी विभिन्न कार्यक्षमता व्यक्त कर सकते हैं।


2
शायद एक उदाहरण अच्छा होगा, नहीं?
१३:40 बजे

1
एक वास्तविक उदाहरण जिसे अलगाव में प्रस्तुत किया जा सकता है वह एक चुनौतीपूर्ण कार्य है जिसे अभी और समय देने की आवश्यकता है क्योंकि मैं अभी देने के लिए तैयार हूं। क्या मेरी पोस्ट में कुछ ऐसा है जिसे समझना विशेष रूप से कठिन है? शायद मैं इसे और अधिक स्पष्ट रूप से व्यक्त कर सकता हूं। विचार बहुत सरल है; एक राज्य तंत्र को परिभाषित न करें जिसे हर घटना / राज्य संयोजन के लिए एक अलग फ़ंक्शन की आवश्यकता होती है, आपको उस तरह से बहुत सारे फ़ंक्शन मिलते हैं। इसके बजाय उस घटना / राज्य संयोजन के लिए इच्छित कार्यक्षमता का वर्णन करने का एक और तरीका खोजें, कम से कम मामलों में।
बिल फोस्टर

2
समझ में आया: एक छद्म कोड उदाहरण अच्छा होता लेकिन आपकी बात स्पष्ट है।
जुलडूपोंट 2

3

परेशान, मुझे लगता है कि मेरा बस बाकी सब से थोड़ा अलग है। कोड और डेटा का थोड़ा और अलग होने से मैं अन्य उत्तरों में देखता हूं। मैं वास्तव में इसे लिखने के लिए सिद्धांत पर पढ़ता हूं, जो एक पूर्ण नियमित-भाषा को लागू करता है (नियमित अभिव्यक्ति के बिना, दुख की बात है)। ओलमैन, मिनस्की, चॉम्स्की। यह नहीं कह सकता कि मैं यह सब समझ गया हूं, लेकिन मैंने पुराने स्वामी से सीधे जितना संभव हो सके: उनके शब्दों के माध्यम से आकर्षित किया है।

मैं एक फ़ंक्शन पॉइंटर का उपयोग एक विधेय के लिए करता हूं जो 'हां' राज्य या 'नो' राज्य में संक्रमण को निर्धारित करता है। यह एक नियमित भाषा के लिए एक परिमित राज्य स्वीकर्ता के निर्माण की सुविधा प्रदान करता है जिसे आप अधिक असेंबली-भाषा जैसे तरीके से प्रोग्राम करते हैं। कृपया मेरे मूर्खतापूर्ण नाम विकल्पों को मत छोड़िए। 'czek' == 'जांच'। 'grok' == [इसे हैकर शब्दकोश में देखें]।

इसलिए प्रत्येक पुनरावृत्ति के लिए, czek तर्क के रूप में वर्तमान चरित्र के साथ एक विधेय फ़ंक्शन को कॉल करता है। यदि विधेय सही हो जाता है, तो चरित्र भस्म हो जाता है (सूचक उन्नत) और हम अगले राज्य का चयन करने के लिए 'y' संक्रमण का पालन करते हैं। यदि विधेय गलत है, तो चरित्र का उपभोग नहीं किया जाता है और हम 'एन' संक्रमण का पालन करते हैं। तो हर निर्देश एक दो तरफा शाखा है! मैं उस समय द स्टोरी ऑफ मेल पढ़ रहा होगा।

यह कोड सीधे मेरे पोस्टस्क्रिप्ट दुभाषिया से आता है , और इसके मौजूदा रूप में विकसित हो गया है। चूंकि पोस्टस्क्रिप्ट में मूल रूप से कोई सिंटैक्स नहीं होता है (केवल संतुलित ब्रैकेट की आवश्यकता होती है), रेगुलर लैंग्वेज एंसेसर इस तरह के कार्यों के साथ ही पार्सर के रूप में भी।

/* currentstr is set to the start of string by czek
   and used by setrad (called by israd) to set currentrad
   which is used by israddig to determine if the character
   in question is valid for the specified radix
   --
   a little semantic checking in the syntax!
 */
char *currentstr;
int currentrad;
void setrad(void) {
    char *end;
    currentrad = strtol(currentstr, &end, 10);
    if (*end != '#' /* just a sanity check,
                       the automaton should already have determined this */
    ||  currentrad > 36
    ||  currentrad < 2)
        fatal("bad radix"); /* should probably be a simple syntaxerror */
}

/*
   character classes
   used as tests by automatons under control of czek
 */
char *alpha = "0123456789" "ABCDE" "FGHIJ" "KLMNO" "PQRST" "UVWXYZ";
#define EQ(a,b) a==b
#define WITHIN(a,b) strchr(a,b)!=NULL
int israd  (int c) {
    if (EQ('#',c)) { setrad(); return true; }
    return false;
}
int israddig(int c) {
    return strchrnul(alpha,toupper(c))-alpha <= currentrad;
}
int isdot  (int c) {return EQ('.',c);}
int ise    (int c) {return WITHIN("eE",c);}
int issign (int c) {return WITHIN("+-",c);}
int isdel  (int c) {return WITHIN("()<>[]{}/%",c);}
int isreg  (int c) {return c!=EOF && !isspace(c) && !isdel(c);}
#undef WITHIN
#undef EQ

/*
   the automaton type
 */
typedef struct { int (*pred)(int); int y, n; } test;

/*
   automaton to match a simple decimal number
 */
/* /^[+-]?[0-9]+$/ */
test fsm_dec[] = {
/* 0*/ { issign,  1,  1 },
/* 1*/ { isdigit, 2, -1 },
/* 2*/ { isdigit, 2, -1 },
};
int acc_dec(int i) { return i==2; }

/*
   automaton to match a radix number
 */
/* /^[0-9]+[#][a-Z0-9]+$/ */
test fsm_rad[] = {
/* 0*/ { isdigit,  1, -1 },
/* 1*/ { isdigit,  1,  2 },
/* 2*/ { israd,    3, -1 },
/* 3*/ { israddig, 4, -1 },
/* 4*/ { israddig, 4, -1 },
};
int acc_rad(int i) { return i==4; }

/*
   automaton to match a real number
 */
/* /^[+-]?(d+(.d*)?)|(d*.d+)([eE][+-]?d+)?$/ */
/* represents the merge of these (simpler) expressions
   [+-]?[0-9]+\.[0-9]*([eE][+-]?[0-9]+)?
   [+-]?[0-9]*\.[0-9]+([eE][+-]?[0-9]+)?
   The complexity comes from ensuring at least one
   digit in the integer or the fraction with optional
   sign and optional optionally-signed exponent.
   So passing isdot in state 3 means at least one integer digit has been found
   but passing isdot in state 4 means we must find at least one fraction digit
   via state 5 or the whole thing is a bust.
 */
test fsm_real[] = {
/* 0*/ { issign,  1,   1 },
/* 1*/ { isdigit, 2,   4 },
/* 2*/ { isdigit, 2,   3 },
/* 3*/ { isdot,   6,   7 },
/* 4*/ { isdot,   5,  -1 },
/* 5*/ { isdigit, 6,  -1 },
/* 6*/ { isdigit, 6,   7 },
/* 7*/ { ise,     8,  -1 },
/* 8*/ { issign,  9,   9 },
/* 9*/ { isdigit, 10, -1 },
/*10*/ { isdigit, 10, -1 },
};
int acc_real(int i) {
    switch(i) {
        case 2: /* integer */
        case 6: /* real */
        case 10: /* real with exponent */
            return true;
    }
    return false;
}

/*
   Helper function for grok.
   Execute automaton against the buffer,
   applying test to each character:
       on success, consume character and follow 'y' transition.
       on failure, do not consume but follow 'n' transition.
   Call yes function to determine if the ending state
   is considered an acceptable final state.
   A transition to -1 represents rejection by the automaton
 */
int czek (char *s, test *fsm, int (*yes)(int)) {
    int sta = 0;
    currentstr = s;
    while (sta!=-1 && *s) {
        if (fsm[sta].pred((int)*s)) {
            sta=fsm[sta].y;
            s++;
        } else {
            sta=fsm[sta].n;
        }
    }
    return yes(sta);
}

/*
   Helper function for toke.
   Interpret the contents of the buffer,
   trying automatons to match number formats;
   and falling through to a switch for special characters.
   Any token consisting of all regular characters
   that cannot be interpreted as a number is an executable name
 */
object grok (state *st, char *s, int ns,
    object *src,
    int (*next)(state *,object *),
    void (*back)(state *,int, object *)) {

    if (czek(s, fsm_dec, acc_dec)) {
        long num;
        num = strtol(s,NULL,10);
        if ((num==LONG_MAX || num==LONG_MIN) && errno==ERANGE) {
            error(st,limitcheck);
/*       } else if (num > INT_MAX || num < INT_MIN) { */
/*           error(limitcheck, OP_token); */
        } else {
            return consint(num);
        }
    }

    else if (czek(s, fsm_rad, acc_rad)) {
        long ra,num;
        ra = (int)strtol(s,NULL,10);
        if (ra > 36 || ra < 2) {
            error(st,limitcheck);
        }
        num = strtol(strchr(s,'#')+1, NULL, (int)ra);
        if ((num==LONG_MAX || num==LONG_MIN) && errno==ERANGE) {
            error(st,limitcheck);
/*       } else if (num > INT_MAX || num < INT_MAX) { */
/*           error(limitcheck, OP_token); */
        } else {
            return consint(num);
        }
    }

    else if (czek(s, fsm_real, acc_real)) {
        double num;
        num = strtod(s,NULL);
        if ((num==HUGE_VAL || num==-HUGE_VAL) && errno==ERANGE) {
            error(st,limitcheck);
        } else {
            return consreal(num);
        }
    }

    else switch(*s) {
        case '(': {
            int c, defer=1;
            char *sp = s;

            while (defer && (c=next(st,src)) != EOF ) {
                switch(c) {
                    case '(': defer++; break;
                    case ')': defer--;
                        if (!defer) goto endstring;
                        break;
                    case '\\': c=next(st,src);
                        switch(c) {
                            case '\n': continue;
                            case 'a': c = '\a'; break;
                            case 'b': c = '\b'; break;
                            case 'f': c = '\f'; break;
                            case 'n': c = '\n'; break;
                            case 'r': c = '\r'; break;
                            case 't': c = '\t'; break;
                            case 'v': c = '\v'; break;
                            case '\'': case '\"':
                            case '(': case ')':
                            default: break;
                        }
                }
                if (sp-s>ns) error(st,limitcheck);
                else *sp++ = c;
            }
endstring:  *sp=0;
            return cvlit(consstring(st,s,sp-s));
        }

        case '<': {
            int c;
            char d, *x = "0123456789abcdef", *sp = s;
            while (c=next(st,src), c!='>' && c!=EOF) {
                if (isspace(c)) continue;
                if (isxdigit(c)) c = strchr(x,tolower(c)) - x;
                else error(st,syntaxerror);
                d = (char)c << 4;
                while (isspace(c=next(st,src))) /*loop*/;
                if (isxdigit(c)) c = strchr(x,tolower(c)) - x;
                else error(st,syntaxerror);
                d |= (char)c;
                if (sp-s>ns) error(st,limitcheck);
                *sp++ = d;
            }
            *sp = 0;
            return cvlit(consstring(st,s,sp-s));
        }

        case '{': {
            object *a;
            size_t na = 100;
            size_t i;
            object proc;
            object fin;

            fin = consname(st,"}");
            (a = malloc(na * sizeof(object))) || (fatal("failure to malloc"),0);
            for (i=0 ; objcmp(st,a[i]=toke(st,src,next,back),fin) != 0; i++) {
                if (i == na-1)
                (a = realloc(a, (na+=100) * sizeof(object))) || (fatal("failure to malloc"),0);
            }
            proc = consarray(st,i);
            { size_t j;
                for (j=0; j<i; j++) {
                    a_put(st, proc, j, a[j]);
                }
            }
            free(a);
            return proc;
        }

        case '/': {
            s[1] = (char)next(st,src);
            puff(st, s+2, ns-2, src, next, back);
            if (s[1] == '/') {
                push(consname(st,s+2));
                opexec(st, op_cuts.load);
                return pop();
            }
            return cvlit(consname(st,s+1));
        }

        default: return consname(st,s);
    }
    return null; /* should be unreachable */
}

/*
   Helper function for toke.
   Read into buffer any regular characters.
   If we read one too many characters, put it back
   unless it's whitespace.
 */
int puff (state *st, char *buf, int nbuf,
    object *src,
    int (*next)(state *,object *),
    void (*back)(state *,int, object *)) {
    int c;
    char *s = buf;
    while (isreg(c=next(st,src))) {
        if (s-buf >= nbuf-1) return false;
        *s++ = c;
    }
    *s = 0;
    if (!isspace(c) && c != EOF) back(st,c,src); /* eat interstice */
    return true;
}

/*
   Helper function for Stoken Ftoken.
   Read a token from src using next and back.
   Loop until having read a bona-fide non-whitespace non-comment character.
   Call puff to read into buffer up to next delimiter or space.
   Call grok to figure out what it is.
 */
#define NBUF MAXLINE
object toke (state *st, object *src,
        int (*next)(state *, object *),
        void (*back)(state *, int, object *)) {
    char buf[NBUF] = "", *s=buf;
    int c,sta = 1;
    object o;

    do {
        c=next(st,src);
        //if (c==EOF) return null;
        if (c=='%') {
            if (DUMPCOMMENTS) fputc(c, stdout);
            do {
                c=next(st,src);
                if (DUMPCOMMENTS) fputc(c, stdout);
            } while (c!='\n' && c!='\f' && c!=EOF);
        }
    } while (c!=EOF && isspace(c));
    if (c==EOF) return null;
    *s++ = c;
    *s = 0;
    if (!isdel(c)) sta=puff(st, s,NBUF-1,src,next,back);

    if (sta) {
        o=grok(st,buf,NBUF-1,src,next,back);
        return o;
    } else {
        return null;
    }
}

2
यह वही है जो किसी भी पार्सर या लेसर जनरेटर को ख़ुशी से आपके लिए उत्सर्जित करेगा। अकारण ऐसा है। आप इसे हाथ से कोड करना चाहते हैं या नहीं, यह संदिग्ध है। यह निश्चित रूप से शैक्षणिक योग्यता है।
मोनिका

3

boost.org 2 अलग-अलग राज्य चार्ट कार्यान्वयन के साथ आता है:

हमेशा की तरह, बढ़ावा आपको टेम्पलेट नरक में बीम करेगा।

पहला पुस्तकालय अधिक प्रदर्शन-महत्वपूर्ण राज्य मशीनों के लिए है। दूसरी लाइब्रेरी आपको UML Statechart से कोड में सीधा संक्रमण मार्ग प्रदान करती है।

यहाँ एसओ प्रश्न दोनों के बीच तुलना करने के लिए कह रहा है जहां दोनों लेखक जवाब देते हैं।



2

यह कहीं देखा

#define FSM
#define STATE(x)      s_##x :
#define NEXTSTATE(x)  goto s_##x

FSM {
  STATE(x) {
    ...
    NEXTSTATE(y);
  }

  STATE(y) {
    ...
    if (x == 0)
      NEXTSTATE(y);
    else
      NEXTSTATE(x);
  }
}

1
यह दिलचस्प है, लेकिन जब तक आप एक उदाहरण या दो (और शायद डी-मैक्रो'ड परिणाम) या कुछ चर्चा क्यों नहीं देते, तब तक यह एक दूसरे की तुलना में अधिक व्यावहारिक हो सकता है। अनाथ कोष्ठक और मैक्रोज़ का दिलचस्प उपयोग। मैं कल्पना करता हूं कि कुछ इसी तरह की भाषा पर किया जा सकता है जो कुछ प्रकार की पूंछ पुनरावृत्ति अनुकूलन करता है; आप सीधे फंक्शन कॉल्स का उपयोग कर सकते हैं और फंक्शन कॉल गारबेज के साथ स्टैक स्पेस को ओवरलोड करने के बारे में चिंता न करें (जो मुझे लगता है कि मैक्रोज़ अनिवार्य रूप से यहां पर काबू पा रहे हैं)
एप-इनैगो

2
इस विधि के फायदे हैं ...? मुझे कई नुकसान दिखाई देते हैं, जैसे कि मैक्रोज़ को gotoबाधित करना , और इसका उपयोग प्रीमेच्योर मल्टीटास्किंग ओएस पर निर्भरता पैदा करता है।
क्रेग मैकक्वीन

2

यह देखते हुए कि आप C ++ का उपयोग कर सकते हैं और इसलिए OO कोड, मैं 'GoF'state पैटर्न (GoF = Gang of Four, उन लोगों का मूल्यांकन करने का सुझाव दूंगा, जिन्होंने डिज़ाइन पैटर्न बुक लिखी थी, जो डिज़ाइन पैटर्न को लाइमलाइट में लाते हैं)।

यह विशेष रूप से जटिल नहीं है और इसका व्यापक रूप से उपयोग और चर्चा की जाती है ताकि लाइन पर उदाहरण और स्पष्टीकरण देखने में आसान हो।

बाद में किसी अन्य द्वारा आपके कोड को बनाए रखने से भी यह काफी हद तक पहचाने जाने योग्य होगा।

यदि दक्षता चिंता है, तो यह वास्तव में बेंचमार्किंग के लायक होगा कि यह सुनिश्चित करने के लिए कि एक गैर ओओ दृष्टिकोण अधिक कुशल है क्योंकि बहुत सारे कारक प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं और यह हमेशा ओओ बुरा, कार्यात्मक कोड अच्छा नहीं होता है। इसी तरह, यदि स्मृति उपयोग आपके लिए एक बाधा है, तो यह देखने के लिए फिर से कुछ परीक्षण या गणना करने के लायक है कि क्या यह वास्तव में आपके विशेष आवेदन के लिए एक मुद्दा होगा यदि आप राज्य पैटर्न का उपयोग करते हैं।

क्रेग सुझाव देते हैं, 'गोफ' राज्य पैटर्न के कुछ लिंक निम्नलिखित हैं:


एक टिप्पणी की तरह अधिक लग रहा है: क्या मैं आपको सुझाव दे सकता हूं कि आप इसे इस तरह से मानें? अर्थात इसे "उत्तर" खंड में न रखें।
jldupont

यह अच्छा होगा यदि आप "गोफ राज्य पैटर्न" के लिए एक अच्छा यूआरएल लिंक प्रदान कर सकते हैं, जो इससे परिचित नहीं हैं।
क्रेग मैकक्वीन

1
@jldupont - निष्पक्ष टिप्पणी। मैंने इसे एक उचित उत्तर बनाने के लिए पाठ को बदल दिया, जैसा कि मैं व्यक्तिगत अनुभव के आधार पर महसूस करता हूं कि जब तक कि विशिष्ट प्रदर्शन के मुद्दे नहीं हैं, तब तक GoF दृष्टिकोण ठीक काम करता है और इसमें अपेक्षाकृत बड़ा 'उपयोगकर्ता आधार' होगा
मिक

@ क्रेग - कुछ लिंक जोड़े। जिस समय मैंने उन्हें जोड़ा, दोनों सही और स्पष्ट दिखे।
मिक

2

यहां लिनक्स के लिए एक परिमित राज्य मशीन का एक उदाहरण है जो घटनाओं के रूप में संदेश कतारों का उपयोग करता है। घटनाओं को कतार में रखा जाता है और क्रम में संभाला जाता है। प्रत्येक घटना के लिए क्या होता है, इसके आधार पर राज्य बदलता है।

यह राज्यों जैसे डेटा कनेक्शन के लिए एक उदाहरण है:

  • अप्रारंभीकृत
  • प्रारंभ
  • जुड़े हुए
  • एमटीयू ने बातचीत की
  • प्रमाणीकृत

मेरे द्वारा जोड़ा गया एक छोटा अतिरिक्त फीचर प्रत्येक संदेश / घटना के लिए टाइमस्टैम्प था। ईवेंट हैंडलर उन घटनाओं को अनदेखा करेगा जो बहुत पुरानी हैं (वे समाप्त हो चुकी हैं)। यह वास्तविक दुनिया में बहुत कुछ हो सकता है जहां आप अप्रत्याशित रूप से एक राज्य में फंस सकते हैं।

यह उदाहरण लिनक्स पर चलता है, इसे संकलित करने और इसके साथ खेलने के लिए नीचे दिए गए मेकफाइल का उपयोग करें।

state_machine.c

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <assert.h>
#include <unistd.h>   // sysconf()
#include <errno.h>    // errno
#include <string.h>   // strerror()
#include <sys/time.h> // gettimeofday()
#include <fcntl.h>    // For O_* constants
#include <sys/stat.h> // For mode constants

#include <mqueue.h>
#include <poll.h>

//------------------------------------------------
// States
//------------------------------------------------
typedef enum
{
    ST_UNKNOWN = 0,
    ST_UNINIT,
    ST_INIT,
    ST_CONNECTED,
    ST_MTU_NEGOTIATED,
    ST_AUTHENTICATED,
    ST_ERROR,
    ST_DONT_CHANGE,
    ST_TERM,
} fsmState_t;

//------------------------------------------------
// Events
//------------------------------------------------
typedef enum
{
    EV_UNKNOWN = 0,
    EV_INIT_SUCCESS,
    EV_INIT_FAIL,
    EV_MASTER_CMD_MSG,
    EV_CONNECT_SUCCESS,
    EV_CONNECT_FAIL,
    EV_MTU_SUCCESS,
    EV_MTU_FAIL,
    EV_AUTH_SUCCESS,
    EV_AUTH_FAIL,
    EV_TX_SUCCESS,
    EV_TX_FAIL,
    EV_DISCONNECTED,
    EV_DISCON_FAILED,
    EV_LAST_ENTRY,
} fsmEvName_t;

typedef struct fsmEvent_type
{
    fsmEvName_t name;
    struct timeval genTime; // Time the event was generated.
                            // This allows us to see how old the event is.
} fsmEvent_t;

// Finite State Machine Data Members
typedef struct fsmData_type
{
    int  connectTries;
    int  MTUtries;
    int  authTries;
    int  txTries;
} fsmData_t;

// Each row of the state table
typedef struct stateTable_type {
    fsmState_t  st;             // Current state
    fsmEvName_t evName;         // Got this event
    int (*conditionfn)(void *);  // If this condition func returns TRUE
    fsmState_t nextState;       // Change to this state and
    void (*fn)(void *);          // Run this function
} stateTable_t;

// Finite State Machine state structure
typedef struct fsm_type
{
    const stateTable_t *pStateTable; // Pointer to state table
    int        numStates;            // Number of entries in the table
    fsmState_t currentState;         // Current state
    fsmEvent_t currentEvent;         // Current event
    fsmData_t *fsmData;              // Pointer to the data attributes
    mqd_t      mqdes;                // Message Queue descriptor
    mqd_t      master_cmd_mqdes;     // Master command message queue
} fsm_t;

// Wildcard events and wildcard state
#define   EV_ANY    -1
#define   ST_ANY    -1
#define   TRUE     (1)
#define   FALSE    (0)

// Maximum priority for message queues (see "man mq_overview")
#define FSM_PRIO  (sysconf(_SC_MQ_PRIO_MAX) - 1)

static void addev                              (fsm_t *fsm, fsmEvName_t ev);
static void doNothing                          (void *fsm) {addev(fsm, EV_MASTER_CMD_MSG);}
static void doInit                             (void *fsm) {addev(fsm, EV_INIT_SUCCESS);}
static void doConnect                          (void *fsm) {addev(fsm, EV_CONNECT_SUCCESS);}
static void doMTU                              (void *fsm) {addev(fsm, EV_MTU_SUCCESS);}
static void reportFailConnect                  (void *fsm) {addev(fsm, EV_ANY);}
static void doAuth                             (void *fsm) {addev(fsm, EV_AUTH_SUCCESS);}
static void reportDisConnect                   (void *fsm) {addev(fsm, EV_ANY);}
static void doDisconnect                       (void *fsm) {addev(fsm, EV_ANY);}
static void doTransaction                      (void *fsm) {addev(fsm, EV_TX_FAIL);}
static void fsmError                           (void *fsm) {addev(fsm, EV_ANY);}

static int currentlyLessThanMaxConnectTries    (void *fsm) {
    fsm_t *l = (fsm_t *)fsm;
    return (l->fsmData->connectTries < 5 ? TRUE : FALSE);
}
static int        isMoreThanMaxConnectTries    (void *fsm) {return TRUE;}
static int currentlyLessThanMaxMTUtries        (void *fsm) {return TRUE;}
static int        isMoreThanMaxMTUtries        (void *fsm) {return TRUE;}
static int currentyLessThanMaxAuthTries        (void *fsm) {return TRUE;}
static int       isMoreThanMaxAuthTries        (void *fsm) {return TRUE;}
static int currentlyLessThanMaxTXtries         (void *fsm) {return FALSE;}
static int        isMoreThanMaxTXtries         (void *fsm) {return TRUE;}
static int didNotSelfDisconnect                (void *fsm) {return TRUE;}

static int  waitForEvent                       (fsm_t *fsm);
static void runEvent                           (fsm_t *fsm);
static void runStateMachine(fsm_t *fsm);
static int newEventIsValid(fsmEvent_t *event);
static void getTime(struct timeval *time);
void printState(fsmState_t st);
void printEvent(fsmEvName_t ev);

// Global State Table
const stateTable_t GST[] = {
    // Current state         Got this event          If this condition func returns TRUE     Change to this state and    Run this function
    { ST_UNINIT,             EV_INIT_SUCCESS,        NULL,                                   ST_INIT,                    &doNothing              },
    { ST_UNINIT,             EV_INIT_FAIL,           NULL,                                   ST_UNINIT,                  &doInit                 },
    { ST_INIT,               EV_MASTER_CMD_MSG,      NULL,                                   ST_INIT,                    &doConnect              },
    { ST_INIT,               EV_CONNECT_SUCCESS,     NULL,                                   ST_CONNECTED,               &doMTU                  },
    { ST_INIT,               EV_CONNECT_FAIL,        &currentlyLessThanMaxConnectTries,      ST_INIT,                    &doConnect              },
    { ST_INIT,               EV_CONNECT_FAIL,        &isMoreThanMaxConnectTries,             ST_INIT,                    &reportFailConnect      },
    { ST_CONNECTED,          EV_MTU_SUCCESS,         NULL,                                   ST_MTU_NEGOTIATED,          &doAuth                 },
    { ST_CONNECTED,          EV_MTU_FAIL,            &currentlyLessThanMaxMTUtries,          ST_CONNECTED,               &doMTU                  },
    { ST_CONNECTED,          EV_MTU_FAIL,            &isMoreThanMaxMTUtries,                 ST_CONNECTED,               &doDisconnect           },
    { ST_CONNECTED,          EV_DISCONNECTED,        &didNotSelfDisconnect,                  ST_INIT,                    &reportDisConnect       },
    { ST_MTU_NEGOTIATED,     EV_AUTH_SUCCESS,        NULL,                                   ST_AUTHENTICATED,           &doTransaction          },
    { ST_MTU_NEGOTIATED,     EV_AUTH_FAIL,           &currentyLessThanMaxAuthTries,          ST_MTU_NEGOTIATED,          &doAuth                 },
    { ST_MTU_NEGOTIATED,     EV_AUTH_FAIL,           &isMoreThanMaxAuthTries,                ST_MTU_NEGOTIATED,          &doDisconnect           },
    { ST_MTU_NEGOTIATED,     EV_DISCONNECTED,        &didNotSelfDisconnect,                  ST_INIT,                    &reportDisConnect       },
    { ST_AUTHENTICATED,      EV_TX_SUCCESS,          NULL,                                   ST_AUTHENTICATED,           &doDisconnect           },
    { ST_AUTHENTICATED,      EV_TX_FAIL,             &currentlyLessThanMaxTXtries,           ST_AUTHENTICATED,           &doTransaction          },
    { ST_AUTHENTICATED,      EV_TX_FAIL,             &isMoreThanMaxTXtries,                  ST_AUTHENTICATED,           &doDisconnect           },
    { ST_AUTHENTICATED,      EV_DISCONNECTED,        &didNotSelfDisconnect,                  ST_INIT,                    &reportDisConnect       },
    { ST_ANY,                EV_DISCON_FAILED,       NULL,                                   ST_DONT_CHANGE,             &doDisconnect           },
    { ST_ANY,                EV_ANY,                 NULL,                                   ST_UNINIT,                  &fsmError               }    // Wildcard state for errors
};

#define GST_COUNT (sizeof(GST)/sizeof(stateTable_t))

int main()
{
    int ret = 0;
    fsmData_t dataAttr;
    dataAttr.connectTries = 0;
    dataAttr.MTUtries     = 0;
    dataAttr.authTries    = 0;
    dataAttr.txTries      = 0;

    fsm_t lfsm;
    memset(&lfsm, 0, sizeof(fsm_t));
    lfsm.pStateTable       = GST;
    lfsm.numStates         = GST_COUNT;
    lfsm.currentState      = ST_UNINIT;
    lfsm.currentEvent.name = EV_ANY;
    lfsm.fsmData           = &dataAttr;

    struct mq_attr attr;
    attr.mq_maxmsg = 30;
    attr.mq_msgsize = sizeof(fsmEvent_t);

    // Dev info
    //printf("Size of fsmEvent_t [%ld]\n", sizeof(fsmEvent_t));

    ret = mq_unlink("/abcmq");
    if (ret == -1) {
        fprintf(stderr, "Error on mq_unlink(), errno[%d] strerror[%s]\n",
                errno, strerror(errno));
    }

    lfsm.mqdes = mq_open("/abcmq", O_CREAT | O_RDWR, S_IWUSR | S_IRUSR, &attr);
    if (lfsm.mqdes == (mqd_t)-1) {
        fprintf(stderr, "Error on mq_open(), errno[%d] strerror[%s]\n",
                errno, strerror(errno));
        return -1;
    }

    doInit(&lfsm);  // This will generate the first event
    runStateMachine(&lfsm);

    return 0;
}


static void runStateMachine(fsm_t *fsm)
{
    int ret = 0;

    if (fsm == NULL) {
        fprintf(stderr, "[%s] NULL argument\n", __func__);
        return;
    }

    // Cycle through the state machine
    while (fsm->currentState != ST_TERM) {
        printf("current state [");
        printState(fsm->currentState);
        printf("]\n");

        ret = waitForEvent(fsm);
        if (ret == 0) {
            printf("got event [");
            printEvent(fsm->currentEvent.name);
            printf("]\n");

            runEvent(fsm);
        }
        sleep(2);
    }
}


static int waitForEvent(fsm_t *fsm)
{
    //const int numFds = 2;
    const int numFds = 1;
    struct pollfd fds[numFds];
    int timeout_msecs = -1; // -1 is forever
    int ret = 0;
    int i = 0;
    ssize_t num = 0;
    fsmEvent_t newEv;

    if (fsm == NULL) {
        fprintf(stderr, "[%s] NULL argument\n", __func__);
        return -1;
    }

    fsm->currentEvent.name = EV_ANY;

    fds[0].fd     = fsm->mqdes;
    fds[0].events = POLLIN;
    //fds[1].fd     = fsm->master_cmd_mqdes;
    //fds[1].events = POLLIN;
    ret = poll(fds, numFds, timeout_msecs);

    if (ret > 0) {
        // An event on one of the fds has occurred
        for (i = 0; i < numFds; i++) {
            if (fds[i].revents & POLLIN) {
                // Data may be read on device number i
                num = mq_receive(fds[i].fd, (void *)(&newEv),
                                 sizeof(fsmEvent_t), NULL);
                if (num == -1) {
                    fprintf(stderr, "Error on mq_receive(), errno[%d] "
                            "strerror[%s]\n", errno, strerror(errno));
                    return -1;
                }

                if (newEventIsValid(&newEv)) {
                    fsm->currentEvent = newEv;
                } else {
                    return -1;
                }
            }
        }
    } else {
        fprintf(stderr, "Error on poll(), ret[%d] errno[%d] strerror[%s]\n",
                ret, errno, strerror(errno));
        return -1;
    }

    return 0;
}


static int newEventIsValid(fsmEvent_t *event)
{
    if (event == NULL) {
        fprintf(stderr, "[%s] NULL argument\n", __func__);
        return FALSE;
    }

    printf("[%s]\n", __func__);

    struct timeval now;
    getTime(&now);

    if ( (event->name < EV_LAST_ENTRY) &&
         ((now.tv_sec - event->genTime.tv_sec) < (60*5))
       )
    {
        return TRUE;
    } else {
        return FALSE;
    }
}


//------------------------------------------------
// Performs event handling on the FSM (finite state machine).
// Make sure there is a wildcard state at the end of
// your table, otherwise; the event will be ignored.
//------------------------------------------------
static void runEvent(fsm_t *fsm)
{
    int i;
    int condRet = 0;

    if (fsm == NULL) {
        fprintf(stderr, "[%s] NULL argument\n", __func__);
        return;
    }

    printf("[%s]\n", __func__);

    // Find a relevant entry for this state and event
    for (i = 0; i < fsm->numStates; i++) {
        // Look in the table for our current state or ST_ANY
        if (  (fsm->pStateTable[i].st == fsm->currentState) ||
              (fsm->pStateTable[i].st == ST_ANY)
           )
        {
            // Is this the event we are looking for?
            if ( (fsm->pStateTable[i].evName == fsm->currentEvent.name) ||
                 (fsm->pStateTable[i].evName == EV_ANY)
               )
            {
                if (fsm->pStateTable[i].conditionfn != NULL) {
                    condRet = fsm->pStateTable[i].conditionfn(fsm->fsmData);
                }

                // See if there is a condition associated
                // or we are not looking for any condition
                //
                if ( (condRet != 0) || (fsm->pStateTable[i].conditionfn == NULL))
                {
                    // Set the next state (if applicable)
                    if (fsm->pStateTable[i].nextState != ST_DONT_CHANGE) {
                        fsm->currentState = fsm->pStateTable[i].nextState;
                        printf("new state [");
                        printState(fsm->currentState);
                        printf("]\n");
                    }

                    // Call the state callback function
                    fsm->pStateTable[i].fn(fsm);
                    break;
                }
            }
        }
    }
}


//------------------------------------------------
//               EVENT HANDLERS
//------------------------------------------------
static void getTime(struct timeval *time)
{
    if (time == NULL) {
        fprintf(stderr, "[%s] NULL argument\n", __func__);
        return;
    }

    printf("[%s]\n", __func__);

    int ret = gettimeofday(time, NULL);
    if (ret != 0) {
        fprintf(stderr, "gettimeofday() failed: errno [%d], strerror [%s]\n",
                errno, strerror(errno));
        memset(time, 0, sizeof(struct timeval));
    }
}


static void addev (fsm_t *fsm, fsmEvName_t ev)
{
    int ret = 0;

    if (fsm == NULL) {
        fprintf(stderr, "[%s] NULL argument\n", __func__);
        return;
    }

    printf("[%s] ev[%d]\n", __func__, ev);

    if (ev == EV_ANY) {
        // Don't generate a new event, just return...
        return;
    }

    fsmEvent_t newev;
    getTime(&(newev.genTime));
    newev.name = ev;

    ret = mq_send(fsm->mqdes, (void *)(&newev), sizeof(fsmEvent_t), FSM_PRIO);
    if (ret == -1) {
        fprintf(stderr, "[%s] mq_send() failed: errno [%d], strerror [%s]\n",
                __func__, errno, strerror(errno));
    }
}
//------------------------------------------------
//           end EVENT HANDLERS
//------------------------------------------------

void printState(fsmState_t st)
{
    switch(st) {
        case    ST_UNKNOWN:
        printf("ST_UNKNOWN");
            break;
        case    ST_UNINIT:
        printf("ST_UNINIT");
            break;
        case    ST_INIT:
        printf("ST_INIT");
            break;
        case    ST_CONNECTED:
        printf("ST_CONNECTED");
            break;
        case    ST_MTU_NEGOTIATED:
        printf("ST_MTU_NEGOTIATED");
            break;
        case    ST_AUTHENTICATED:
        printf("ST_AUTHENTICATED");
            break;
        case    ST_ERROR:
        printf("ST_ERROR");
            break;
        case    ST_TERM:
        printf("ST_TERM");
            break;
        default:
        printf("unknown state");
            break;
    }
}

void printEvent(fsmEvName_t ev)
{
    switch (ev) {
        case    EV_UNKNOWN:
        printf("EV_UNKNOWN");
            break;
        case    EV_INIT_SUCCESS:
        printf("EV_INIT_SUCCESS");
            break;
        case    EV_INIT_FAIL:
        printf("EV_INIT_FAIL");
            break;
        case    EV_MASTER_CMD_MSG:
        printf("EV_MASTER_CMD_MSG");
            break;
        case    EV_CONNECT_SUCCESS:
        printf("EV_CONNECT_SUCCESS");
            break;
        case    EV_CONNECT_FAIL:
        printf("EV_CONNECT_FAIL");
            break;
        case    EV_MTU_SUCCESS:
        printf("EV_MTU_SUCCESS");
            break;
        case    EV_MTU_FAIL:
        printf("EV_MTU_FAIL");
            break;
        case    EV_AUTH_SUCCESS:
        printf("EV_AUTH_SUCCESS");
            break;
        case    EV_AUTH_FAIL:
        printf("EV_AUTH_FAIL");
            break;
        case    EV_TX_SUCCESS:
        printf("EV_TX_SUCCESS");
            break;
        case    EV_TX_FAIL:
        printf("EV_TX_FAIL");
            break;
        case    EV_DISCONNECTED:
        printf("EV_DISCONNECTED");
            break;
        case    EV_LAST_ENTRY:
        printf("EV_LAST_ENTRY");
            break;
        default:
        printf("unknown event");
            break;
    }
}

Makefile

CXX = gcc
COMPFLAGS = -c -Wall -g

state_machine: state_machine.o
    $(CXX) -lrt state_machine.o -o state_machine

state_machine.o: state_machine.c
    $(CXX) $(COMPFLAGS) state_machine.c

clean:
    rm state_machine state_machine.o

1

आपका प्रश्न काफी सामान्य है,
यहां दो संदर्भ लेख हैं जो उपयोगी हो सकते हैं,

  1. एंबेडेड स्टेट मशीन कार्यान्वयन

    यह आलेख एक एम्बेडेड सिस्टम के लिए एक राज्य मशीन को लागू करने के लिए एक सरल दृष्टिकोण का वर्णन करता है। इस लेख के प्रयोजनों के लिए, एक राज्य मशीन को एक एल्गोरिथ्म के रूप में परिभाषित किया गया है जो कि कम संख्या में राज्यों में से एक हो सकता है। एक राज्य एक ऐसी स्थिति है जो आउटपुट के इनपुट के एक निर्धारित संबंध और अगले राज्यों के इनपुट के कारण होती है।
    एक समझदार पाठक जल्दी से ध्यान देगा कि इस लेख में वर्णित राज्य मशीनें मेयली मशीन हैं। Mealy मशीन एक राज्य मशीन है जहां आउटपुट वर्तमान स्थिति और इनपुट दोनों का एक कार्य है, जैसा कि मूर मशीन के विपरीत होता है, जिसमें आउटपुट केवल राज्य का कार्य होता है।

    • C और C ++ में कोडिंग स्टेट मशीन

      इस लेख में मेरा पूर्वाग्रह राज्य-मशीन की बुनियादी बातों और सी / सी ++ में राज्य मशीनों को कोड करने के लिए कुछ सरल प्रोग्रामिंग दिशानिर्देशों के साथ है। मुझे उम्मीद है कि ये सरल तकनीक अधिक सामान्य हो सकती है, ताकि आप (और अन्य) स्रोत कोड से राज्य-मशीन संरचना को आसानी से देख सकें।



1

यह बहुत सारे उत्तर के साथ एक पुरानी पोस्ट है, लेकिन मैंने सोचा कि मैं सी में परिमित राज्य मशीन के लिए अपना दृष्टिकोण जोड़ूंगा। मैंने किसी भी संख्या के राज्यों के लिए कंकाल सी कोड का उत्पादन करने के लिए पायथन स्क्रिप्ट बनाई। वह स्क्रिप्ट FsmTemplateC पर GituHub पर प्रलेखित है

यह उदाहरण अन्य दृष्टिकोणों पर आधारित है, जिनके बारे में मैंने पढ़ा है। यह गोटो या स्विच स्टेटमेंट का उपयोग नहीं करता है, लेकिन इसके बजाय एक पॉइंटर मैट्रिक्स (लुक-अप टेबल) में संक्रमण कार्य होते हैं। कोड एक बड़ी बहु-पंक्ति इनिशियलाइज़र मैक्रो और C99 सुविधाओं (निर्दिष्ट इनिशियलाइज़र्स और कम्पाउन्ड शाब्दिक) पर निर्भर करता है, इसलिए यदि आप इन चीजों को पसंद नहीं करते हैं, तो आप इस दृष्टिकोण को पसंद नहीं कर सकते हैं।

यहाँ एक टर्नस्टाइल उदाहरण का पायथन लिपि है जो FsmTemplateC का उपयोग करके कंकाल सी-कोड उत्पन्न करता है :

# dict parameter for generating FSM
fsm_param = {
    # main FSM struct type string
    'type': 'FsmTurnstile',
    # struct type and name for passing data to state machine functions
    # by pointer (these custom names are optional)
    'fopts': {
        'type': 'FsmTurnstileFopts',
        'name': 'fopts'
    },
    # list of states
    'states': ['locked', 'unlocked'],
    # list of inputs (can be any length > 0)
    'inputs': ['coin', 'push'],
    # map inputs to commands (next desired state) using a transition table
    # index of array corresponds to 'inputs' array
    # for this example, index 0 is 'coin', index 1 is 'push'
    'transitiontable': {
        # current state |  'coin'  |  'push'  |
        'locked':       ['unlocked',        ''],
        'unlocked':     [        '',  'locked']
    }
}

# folder to contain generated code
folder = 'turnstile_example'
# function prefix
prefix = 'fsm_turnstile'

# generate FSM code
code = fsm.Fsm(fsm_param).genccode(folder, prefix)

उत्पन्न आउटपुट हेडर में टाइपडिफ्स शामिल हैं:

/* function options (EDIT) */
typedef struct FsmTurnstileFopts {
    /* define your options struct here */
} FsmTurnstileFopts;

/* transition check */
typedef enum eFsmTurnstileCheck {
    EFSM_TURNSTILE_TR_RETREAT,
    EFSM_TURNSTILE_TR_ADVANCE,
    EFSM_TURNSTILE_TR_CONTINUE,
    EFSM_TURNSTILE_TR_BADINPUT
} eFsmTurnstileCheck;

/* states (enum) */
typedef enum eFsmTurnstileState {
    EFSM_TURNSTILE_ST_LOCKED,
    EFSM_TURNSTILE_ST_UNLOCKED,
    EFSM_TURNSTILE_NUM_STATES
} eFsmTurnstileState;

/* inputs (enum) */
typedef enum eFsmTurnstileInput {
    EFSM_TURNSTILE_IN_COIN,
    EFSM_TURNSTILE_IN_PUSH,
    EFSM_TURNSTILE_NUM_INPUTS,
    EFSM_TURNSTILE_NOINPUT
} eFsmTurnstileInput;

/* finite state machine struct */
typedef struct FsmTurnstile {
    eFsmTurnstileInput input;
    eFsmTurnstileCheck check;
    eFsmTurnstileState cur;
    eFsmTurnstileState cmd;
    eFsmTurnstileState **transition_table;
    void (***state_transitions)(struct FsmTurnstile *, FsmTurnstileFopts *);
    void (*run)(struct FsmTurnstile *, FsmTurnstileFopts *, const eFsmTurnstileInput);
} FsmTurnstile;

/* transition functions */
typedef void (*pFsmTurnstileStateTransitions)(struct FsmTurnstile *, FsmTurnstileFopts *);
  • एनम eFsmTurnstileCheckका उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया जाता है कि संक्रमण को अवरुद्ध किया गया था या नहीं, या इसके साथ फ़ंक्शन कॉल EFSM_TURNSTILE_TR_RETREATको आगे बढ़ने की अनुमति EFSM_TURNSTILE_TR_ADVANCEनहीं थीEFSM_TURNSTILE_TR_CONTINUE
  • enum eFsmTurnstileState केवल राज्यों की सूची है।
  • enum eFsmTurnstileInput केवल इनपुट की सूची है।
  • FsmTurnstileStruct संक्रमण की जांच, समारोह लुकअप तालिका, वर्तमान स्थिति, आज्ञा राज्य, और प्राथमिक कार्य है कि मशीन चलाता है के लिए एक उपनाम के साथ राज्य मशीन का दिल है।
  • प्रत्येक फ़ंक्शन पॉइंटर (उर्फ) FsmTurnstileको केवल संरचना से बुलाया जाना चाहिए और एक निरंतर स्थिति, ऑब्जेक्ट-ओरिएंटेड शैली को बनाए रखने के लिए इसका पहला इनपुट खुद को एक पॉइंटर के रूप में होना चाहिए।

अब हेडर में फ़ंक्शन घोषणाओं के लिए:

/* fsm declarations */
void fsm_turnstile_locked_locked (FsmTurnstile *fsm, FsmTurnstileFopts *fopts);
void fsm_turnstile_locked_unlocked (FsmTurnstile *fsm, FsmTurnstileFopts *fopts);
void fsm_turnstile_unlocked_locked (FsmTurnstile *fsm, FsmTurnstileFopts *fopts);
void fsm_turnstile_unlocked_unlocked (FsmTurnstile *fsm, FsmTurnstileFopts *fopts);
void fsm_turnstile_run (FsmTurnstile *fsm, FsmTurnstileFopts *fopts, const eFsmTurnstileInput input);

फ़ंक्शन नाम प्रारूप में हैं {prefix}_{from}_{to}, जहां {from}पिछली (वर्तमान) स्थिति है और {to}अगला राज्य है। ध्यान दें कि यदि संक्रमण तालिका कुछ बदलावों की अनुमति नहीं देती है, तो फ़ंक्शन पॉइंटर के बजाय एक NULL पॉइंटर सेट किया जाएगा। अंत में, मैक्रो के साथ जादू होता है। यहां हम ट्रांज़िशन टेबल (स्टेट एनम का मैट्रिक्स) बनाते हैं और स्टेट ट्रांजिशन फ़ंक्शंस टेबल (फ़ंक्शन पॉइंटर्स का एक मैट्रिक्स) देखते हैं:

/* creation macro */
#define FSM_TURNSTILE_CREATE() \
{ \
    .input = EFSM_TURNSTILE_NOINPUT, \
    .check = EFSM_TURNSTILE_TR_CONTINUE, \
    .cur = EFSM_TURNSTILE_ST_LOCKED, \
    .cmd = EFSM_TURNSTILE_ST_LOCKED, \
    .transition_table = (eFsmTurnstileState * [EFSM_TURNSTILE_NUM_STATES]) { \
        (eFsmTurnstileState [EFSM_TURNSTILE_NUM_INPUTS]) { \
            EFSM_TURNSTILE_ST_UNLOCKED, \
            EFSM_TURNSTILE_ST_LOCKED \
        }, \
        (eFsmTurnstileState [EFSM_TURNSTILE_NUM_INPUTS]) { \
            EFSM_TURNSTILE_ST_UNLOCKED, \
            EFSM_TURNSTILE_ST_LOCKED \
        } \
    }, \
    .state_transitions = (pFsmTurnstileStateTransitions * [EFSM_TURNSTILE_NUM_STATES]) { \
        (pFsmTurnstileStateTransitions [EFSM_TURNSTILE_NUM_STATES]) { \
            fsm_turnstile_locked_locked, \
            fsm_turnstile_locked_unlocked \
        }, \
        (pFsmTurnstileStateTransitions [EFSM_TURNSTILE_NUM_STATES]) { \
            fsm_turnstile_unlocked_locked, \
            fsm_turnstile_unlocked_unlocked \
        } \
    }, \
    .run = fsm_turnstile_run \
}

FSM बनाते समय, मैक्रो FSM_EXAMPLE_CREATE()का उपयोग करना पड़ता है।

अब, स्रोत कोड में ऊपर घोषित प्रत्येक राज्य संक्रमण फ़ंक्शन को आबाद किया जाना चाहिए। FsmTurnstileFoptsStruct राज्य मशीन से / को डेटा पास करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता। प्रत्येक संक्रमण fsm->checkको या तो EFSM_EXAMPLE_TR_RETREATइसे संक्रमण से अवरुद्ध करने के लिए या EFSM_EXAMPLE_TR_ADVANCEकमांड अवस्था में संक्रमण के लिए अनुमति देने के लिए बराबर होना चाहिए । एक कार्यकारी उदाहरण (FsmTemplateC) [ https://github.com/ChisholmKyle/FsmTemplateC] पर पाया जा सकता है

यहाँ आपके कोड में बहुत ही सरल वास्तविक उपयोग है:

/* create fsm */
FsmTurnstile fsm = FSM_TURNSTILE_CREATE();
/* create fopts */
FsmTurnstileFopts fopts = {
    .msg = ""
};
/* initialize input */
eFsmTurnstileInput input = EFSM_TURNSTILE_NOINPUT;

/* main loop */
for (;;) {
    /* wait for timer signal, inputs, interrupts, whatever */
    /* optionally set the input (my_input = EFSM_TURNSTILE_IN_PUSH for example) */
    /* run state machine */
    my_fsm.run(&my_fsm, &my_fopts, my_input);
}

सभी हेडर व्यवसाय और उन सभी कार्यों के लिए बस एक सरल और तेज इंटरफ़ेस मेरे दिमाग में इसके लायक है।


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आप ओपन सोर्स लाइब्रेरी OpenFST का उपयोग कर सकते हैं ।

OpenFst निर्माण, संयोजन, अनुकूलन और भारित परिमित राज्य ट्रांसड्यूसर (FSTs) की खोज करने के लिए एक पुस्तकालय है। भारित परिमित-राज्य ट्रांसड्यूसर ऑटोमेटा हैं जहां प्रत्येक संक्रमण में एक इनपुट लेबल, एक आउटपुट लेबल और एक वजन होता है। अधिक परिचित परिमित-राज्य स्वीकर्ता को प्रत्येक संक्रमण के इनपुट और आउटपुट लेबल के साथ एक ट्रांसड्यूसर के रूप में दर्शाया गया है। परिमित-राज्य स्वीकर्ता का उपयोग स्ट्रिंग्स के सेट (विशेष रूप से, नियमित या तर्कसंगत सेट) का प्रतिनिधित्व करने के लिए किया जाता है; परिमित-राज्य ट्रांसड्यूसर का उपयोग तारों के जोड़े (विशेष रूप से, तर्कसंगत ट्रांसडक्शन) के बीच द्विआधारी संबंधों का प्रतिनिधित्व करने के लिए किया जाता है। एक विशेष संक्रमण लेने की लागत का प्रतिनिधित्व करने के लिए वजन का उपयोग किया जा सकता है।


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void (* StateController)(void); 
void state1(void);
void state2(void);

void main()
{
 StateController=&state1;
 while(1)
 {
  (* StateController)();
 }
}

void state1(void)
{
 //do something in state1
 StateController=&state2;
}

void state2(void)
{
 //do something in state2
 //Keep changing function direction based on state transition
 StateController=&state1;
}

आप फ़ंक्शन के लिए निरंतर फ़ंक्शन पॉइंटर्स की एक सरणी का उपयोग करके इसे सुरक्षा के लिए आगे अनुकूलित कर सकते हैं
अल्फा

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मैं व्यक्तिगत रूप से पॉइंटर सरणियों के साथ संयोजन में आत्म संदर्भित संरचनाओं का उपयोग करता हूं। मैंने कुछ समय पहले जीथब पर एक ट्यूटोरियल अपलोड किया था, लिंक:

https://github.com/mmelchger/polling_state_machine_c

नोट: मुझे पता है कि यह धागा काफी पुराना है, लेकिन मुझे उम्मीद है कि राज्य-मशीन के डिजाइन पर इनपुट और विचार प्राप्त करने के साथ-साथ सी में एक संभावित राज्य-मशीन डिजाइन के लिए एक उदाहरण प्रदान करने में सक्षम होगा।


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आप यूएमएल-राज्य-मशीन-इन-सी पर विचार कर सकते हैं , सी में एक "हल्का" राज्य मशीन ढांचा। मैंने इस रूपरेखा को फिनाइट राज्य मशीन और श्रेणीबद्ध राज्य मशीन दोनों का समर्थन करने के लिए लिखा है। । राज्य तालिकाओं या सरल स्विच मामलों की तुलना में, एक रूपरेखा दृष्टिकोण अधिक स्केलेबल है। इसका उपयोग साधारण परिमित राज्य मशीनों से जटिल श्रेणीबद्ध राज्य मशीनों के लिए किया जा सकता है।

स्टेट मशीन को state_machine_tसंरचना द्वारा दर्शाया गया है। इसमें केवल दो सदस्य "इवेंट" और एक पॉइंटर "State_t" शामिल हैं।

struct state_machine_t
{
   uint32_t Event;          //!< Pending Event for state machine
   const state_t* State;    //!< State of state machine.
};

state_machine_tआपके राज्य मशीन संरचना का पहला सदस्य होना चाहिए। जैसे

struct user_state_machine
{
  state_machine_t Machine;    // Base state machine. Must be the first member of user derived state machine.

  // User specific state machine members
  uint32_t param1;
  uint32_t param2;
  ...
};

state_t राज्य के लिए एक हैंडलर और प्रवेश और निकास कार्रवाई के लिए वैकल्पिक हैंडलर भी शामिल है।

//! finite state structure
struct finite_state{
  state_handler Handler;      //!< State handler to handle event of the state
  state_handler Entry;        //!< Entry action for state
  state_handler Exit;          //!< Exit action for state.
};

यदि पदानुक्रमित राज्य मशीन के लिए फ्रेमवर्क कॉन्फ़िगर किया गया है तो state_t माता-पिता और बच्चे की स्थिति के लिए एक सूचक होता है।

फ्रेमवर्क dispatch_eventराज्य मशीन को घटना भेजने और switch_stateराज्य संक्रमण को ट्रिगर करने के लिए एक एपीआई प्रदान करता है ।

गीतात्मक भंडार को संदर्भित करने के लिए एक पदानुक्रमित राज्य मशीन को लागू करने के तरीके के बारे में अधिक जानकारी के लिए ।

कोड उदाहरण,

https://github.com/kiishor/UML-State-Machine-in-C/blob/master/demo/simple_state_machine/readme.md https://github.com/kiishor-UML-State-Machine-in-C /blob/master/demo/simple_state_machine_enhanced/readme.md


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यहाँ एक राज्य मशीन के लिए एक विधि है जो मैक्रोज़ का उपयोग करती है जैसे कि प्रत्येक फ़ंक्शन में राज्यों का अपना सेट हो सकता है: https://www.codeproject.com/Articles/37037/Macros-to-simulate-multi-tasking-blocking-code कम से

इसका शीर्षक है "अनुकरण मल्टी टास्किंग" लेकिन यह एकमात्र उपयोग नहीं है।

यह विधि प्रत्येक फ़ंक्शन में पिकअप को कॉलबैक का उपयोग करती है जहां इसे छोड़ा गया था। प्रत्येक फ़ंक्शन में प्रत्येक फ़ंक्शन के लिए अद्वितीय राज्यों की एक सूची होती है। राज्य मशीनों को चलाने के लिए एक केंद्रीय "बेकार लूप" का उपयोग किया जाता है। "बेकार लूप" का कोई पता नहीं है कि राज्य मशीनें कैसे काम करती हैं, यह व्यक्तिगत कार्य हैं जो "जानते हैं कि क्या करना है"। फ़ंक्शंस के लिए कोड लिखने के लिए, एक बस राज्यों की एक सूची बनाता है और मैक्रोज़ को "सस्पेंड" और "फिर से शुरू" करने के लिए उपयोग करता है। जब मैं नेक्सस 7000 स्विच के लिए ट्रांसीवर लाइब्रेरी लिखा था, तो मैंने सिस्को में इन मैक्रोज़ का उपयोग किया था।

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