状态机要实现哪些内容
状态机模式是一种行为模式，通过多态实现不同状态的调转行为的确是一种很好的方法，只可惜在嵌入式环境下，有时只能写纯C代码，并且还需要考虑代码的重入和多任务请求跳转等情形，因此实现起来着实需要一番考虑。
近日在看到了一个状态机的实现，也学着写了一个，与大家分享。
首先，分析一下一个普通的状态机究竟要实现哪些内容。
状态机存储从开始时刻到现在的变化，并根据当前输入，决定下一个状态。这意味着，状态机要存储状态、获得输入（我们把它叫做跳转条件）、做出响应。
如上图所示，{s1, s2, s3}均为状态，箭头c1/a1表示在s1状态、输入为c1时，跳转到s2，并进行a1操作。
最下方为一组输入，状态机应做出如下反应：
当某个状态遇到不能识别的输入时，就默认进入陷阱状态，在陷阱状态中，不论遇到怎样的输入都不能跳出。
为了表达上面这个自动机，我们定义它们的状态和输入类型：
typedefintState;typedefintCondition;#defineSTATES 3 + 1#defineSTATE_1 0#defineSTATE_2 1#defineSTATE_3 2#defineSTATE_TRAP 3#defineCONDITIONS 2#defineCONDITION_1 0#defineCONDITION_2 1在嵌入式环境中，由于存储空间比较小，因此把它们全部定义成宏。此外，为了降低执行时间的不确定性，我们使用O(1)的跳转表来vwin 状态的跳转。
首先定义跳转类型：
typedefvoid(*ActionType)(State state, Condition condition); typedefstruct{ Statenext; ActionType action; } Trasition, * pTrasition;然后按照上图中的跳转关系，把三个跳转加一个陷阱跳转先定义出来：
// (s1, c1, s2, a1)Trasition t1 = { STATE_2, action_1 };// (s2, c2, s3, a2)Trasition t2 = { STATE_3, action_2 };// (s3, c1, s2, a3)Trasition t3 = { STATE_2, action_3 };// (s, c, trap, a1)Trasition tt = { STATE_TRAP, action_trap };其中的动作，由用户自己完成，在这里仅定义一条输出语句。
voidaction_1(State state, Condition condition){ printf("Action 1 triggered.\\n"); }最后定义跳转表：
pTrasition transition_table[STATES][CONDITIONS] = {/* c1, c2*//* s1 */&t1, &tt,/* s2 */&tt, &t2,/* s3 */&t3, &tt,/* st */&tt, &tt, };即可表达上文中的跳转关系。
最后定义状态机，如果不考虑多任务请求，那么状态机仅需要存储当前状态便行了。例如：
typedefstruct { State current; } StateMachine, * pStateMachine; Statestep(pStateMachine machine, Condition condition){ pTrasition t = transition_table[machine- >current][condition]; (*(t- >action))(machine- >current, condition); machine- >current = t- >next;returnmachine- >current; }但是考虑到当一个跳转正在进行的时候，同时又有其他任务请求跳转，则会出现数据不一致的问题。
举个例子：task1(s1, c1/a1 –> s2)和task2(s2, c2/a2 –> s3)先后执行，是可以顺利到达s3状态的，但若操作a1运行的时候，执行权限被task2抢占，则task2此时看到的当前状态还是s1，s1遇到c2就进入陷阱状态，而不会到达s3了，也就是说，状态的跳转发生了不确定，这是不能容忍的。
因此要重新设计状态机，增加一个“事务中”条件和一个用于存储输入的条件队列。修改后的代码如下:
#defineE_OK 0#defineE_NO_DATA 1#defineE_OVERFLOW 2typedefstruct{Condition queue[QMAX];inthead;inttail;booloverflow; } ConditionQueue, * pConditionQueue;intpush(ConditionQueue * queue, Condition c){unsignedintflags;Irq_Save(flags);if((queue- >head == queue- >tail +1) || ((queue- >head ==0) && (queue- >tail ==0))) { queue- >overflow =true;Irq_Restore(flags);returnE_OVERFLOW; }else{ queue- >queue[queue- >tail] = c; queue- >tail = (queue- >tail +1) % QMAX;Irq_Restore(flags); }returnE_OK; }intpoll(ConditionQueue * queue, Condition * c){unsignedintflags;Irq_Save(flags);if(queue- >head == queue- >tail) {Irq_Restore(flags);returnE_NO_DATA; }else{ *c = queue- >queue[queue- >head]; queue- >overflow =false; queue- >head = (queue- >head +1) % QMAX;Irq_Restore(flags); }returnE_OK; }typedefstruct{State current;boolinTransaction; ConditionQueue queue; } StateMachine, * pStateMachine;staticState __step(pStateMachine machine, Condition condition) { State current = machine - > current; pTrasition t = transition_table[current][condition]; (*(t- >action))(current, condition); current = t- >next; machine- >current = current;returncurrent; }Statestep(pStateMachine machine, Condition condition){ Condition next_condition;intstatus; State current;if(machine- >inTransaction) {push(&(machine- >queue), condition);returnSTATE_INTRANSACTION; }else{ machine- >inTransaction =true; current = __step(machine, condition); status =poll(&(machine- >queue), &next_condition);while(status == E_OK) { __step(machine, next_condition); status =poll(&(machine- >queue), &next_condition); } machine- >inTransaction =false;returncurrent; } }voidinitialize(pStateMachine machine, State s){ machine- >current = s; machine- >inTransaction =false; machine- >queue.head =0; machine- >queue.tail =0; machine- >queue.overflow =false; }