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c++ - 用于嵌入式系统的 C++ 事件驱动状态机

问题描述

在 C++ 中实现状态机的最简单方法是什么？

我的第一个想法是创建一个抽象类并从它派生出每个状态机。使用指向函数的指针，我可以跟踪当前状态。

使用派生类的构造函数，我可以设置初始状态。这个例子展示了我将如何做。

派生类中的每个方法都代表一个状态。

下一个出现在我脑海中的设计是使用一个State带有虚函数的类，onEntry, onExit, handleEvent, 和一个指针State * currentState。然而，这种方法很大程度上基于继承，因为每个状态都必须从类派生State。所以，如果我有 50 个州，我将需要 50 个新课程！我猜这很多？

我目前在 C 中的实现只是一个指向结构内函数的指针。在变量下，我只是在同一个文件static state_machine_t state_machine_one中定义了所有功能状态。.c因此，当我想向所有状态机发送一个事件时，我只需将每个结构放入一个指针数组中，然后运行一个循环。这就是我在 C++ 中尝试做的事情。

编辑：系统依赖于分层状态机。当前嵌套级别最多为 8 个状态。并且可执行文件在 Cortex-M0 8MHz - 48MHz 上运行。

标签： c++eventsembeddedstate-machine

解决方案

最简单的状态机是：

#include <functional>
#include <iostream>

template<class...Message>
struct State:
  std::function< State<Message...>( Message... )>
{
    using Base=std::function< State<Message...>( Message... )>;
    using Base::Base;
};
 
int main(){
  State<int> end=[](int x){
     std::cout<<"end\n";
     return nullptr;
  };
  State<int> odd=[&](int x){
    if (x%2) return odd;
    return end;
  };
  State<int> even=[&](int x){
    if (x%2) return odd;
    return even;
  };
  State<int> start=[&](int x){
    std::cout << "Start "<<x<<'\n';
    if (x%2) return odd;
    return even;
  };

    
  int buff[]={0,2,3,5,9,10,33};
  int* inp=buff;
  auto state=start;
  while(state){
    std::cout<<*inp<<'\n';
    state=state(*inp++);    
  }
}

状态是一个接收消息并返回新状态的函数。

这没有进入/退出时，也没有不处理消息的状态。如果您的消息是对您可以弹出的队列的引用，您可以轻松地模拟这一点。

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