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C++怎么实现一个有限状态机

本篇内容介绍了“C++怎么实现一个有限状态机”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！

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什么是有限状态机？

简单说就是作一件事可能会经过多个不同状态的转换, 转换依赖于在不同时间发生的不同事件来触发, 举个例子,比如 TCP的状态转换图, 在实现上就可以用FSM.

C++怎么实现一个有限状态机

传统的实现方案

if...else : 搞一大堆if else, 一个函数写很长很长......

swich...case : 也搞一大堆一个函数写很长很长......

FSM的实现方案

根据具体的业务需要, 将业务的处理流程定义为一个状态机, 此状态机中存在以下必要元素

  1. 根据业务需要, 拆解抽象出若干个不同状态 State, 并确定此状态机的初始状态;

  2. 根据实现需要, 抽象出用于触发状态转换的事件 Event;

  3. 为了处理一个Event, 需要定义状态的转换过程Transition;

  4. 状态机要先判断当前所处的状态是否与当前发生的Event匹配(注意: 相同的状态可能同时匹配多个Event)。

用张简图来说明一下

C++怎么实现一个有限状态机

  1. MachineSet可以同时管理多个Machine;

  2. 外部触发的Event进入到MachineSet的事件队列;

  3. 事件队列里的Event被顺序处理, 被Dispatch到match的Machine;

  4. Machine根据当前的所处的state和Event类型来判断当前Event是否有效;

  5. 如果上面(4)中的Event有效, 则进行状态转换;

  6. 状态转换具体来说涉及到三个回调函数:

            6.1 当前state离开, 是第一个回调,需要使用者根据实际需要处理;

            6.2 trasition这个转换过程, 是第二个回调;
            6.3 新state的进入, 是第三个回调;

一个简单的状态机,差不多就是上面这些内容, 剩下的就是用程序语言把它实现出来了;

FSM的C++ 实现

一个用C++11实现的FSM的代码

https://github.com/DavidLiuXh/kuafu

实现简介:

主要就是按deamo里的思路, 封装了以下几个模块

MachineSet,
Machine,
Event,
Transition,
Predicate

对于Event的处理, 提供两种方案:

  1. 直接使用MachineSet提供的StartBackground, 开启一个work thread, 在这个work thread中不断从存储event的fifo队列中获取event后dispatch到各个machine;

  2. 不使用MachineSet提供的event fifo, 实现自己的MachineSetHandler, 将其实例注册到MachineSet, 从event的派发;

一个具体的实现

我们来使用上面的FSM的实现来模拟一个用户登陆的场景;

定义用到的Event和几种不同的事件类型

C++怎么实现一个有限状态机

定义用到的状态机, 从 kuafu::StateMachine 继承, 其中包括用过的几种state和transitionC++怎么实现一个有限状态机

在Birth()函数中构造 state和 transition, Birth()是StateMachine的一个虚函数, 每个用户实现的Machine都需要实现它:

C++怎么实现一个有限状态机

创建MachineSet, 并开始event处理线程

C++怎么实现一个有限状态机

创建用户定义的Machine, 设置初始状态

C++怎么实现一个有限状态机

设置state和transition相应的回调

C++怎么实现一个有限状态机

模拟event发生:

C++怎么实现一个有限状态机

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本文标题：C++怎么实现一个有限状态机
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