Linux应用框架cpp-tbox之状态机

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已于 2024-11-29 13:40:52 修改

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分类专栏： cpp-tbox 文章标签： linux

于 2024-11-29 13:40:00 首次发布

本文链接：https://blog.csdn.net/winsbb/article/details/144133869

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cpp-tbox项目链接 https://gitee.com/cpp-master/cpp-tbox

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在经验谈|在C++状态模式中如何优雅解决状态间共用数据访问问题？一文中，我们谈到了状态机(FSM)，并且从最朴素的实现方式进化到基于状态模式的实现。

但随着状态的增多，各种状态之间的切换控制也越来越复杂，基于状态模式的实现已经不能适应此类变化。

多层级有限状态机（HFMS）扩展了传统有限状态机（FSM）的概念，通过引入层次结构来组织状态，使得状态机的设计更为模块化和易于管理。

HFMS在许多领域都有广泛的应用，比如软件工程、游戏开发、机器人控制等，特别是在复杂系统的状态转换逻辑设计中非常有用。

cpp-tbox实现了HFMS，接下来一览其实现。

状态和事件

cpp-tbox中状态和事件都会有一个编号，这个编号是一个整数，定义如下：

using StateID = int;   //! StateID 为 0 与 1 的两个状态为特定状态
                       //! StateID = 0 的状态为终止状态，用户可以不用定义
                       //! StateID = 1 的状态为默认的初始状态。也可以通过 setInitState() 重新指定
                       //! StateID < 0 表示无效状态
using EventID = int;   //! EventID = 0 表示任意事件，仅在 addRoute(), addEvent() 时使用

状态机的状态随着事件的到来，按照业务规则进行状态跳转（或者保持在当前状态）。我们使用枚举来定义状态和事件的编号：

enum StateId {
   
    STATE_TERM = 0,
    STATE_A,
    STATE_B,
    STATE_C,
    STATE_D,
};

enum EventId {
   
    EVENT_ANY = 0,
    EVENT_1,
    EVENT_2,
    EVENT_3,
    EVENT_4,
};

状态创建

状态创建需要调用newState接口，接口定义如下：

//! 动作执行函数
using ActionFunc = std::function<void(Event)>;
bool newState(StateID state_id,
			  const ActionFunc &enter_action,
			  const ActionFunc &exit_action,
			  const std::string &label = "");

支持用户定义进入状态enter_action和退出状态exit_action的动作
label用于在图形化中使用
状态创建成功返回true，失败返回false

实现十分简单：

bool StateMachine::Impl::newState(StateID state_id,
                                  const ActionFunc &enter_action,
                                  const ActionFunc &exit_action,
                                  const std::string &label)
{
   
    if (is_running_) {
   
        LogWarn("[%s]: it's already started", name_.c_str()

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