C语言实现FSM：ARM+MCU开发工具MDK入门

本文主要介绍了有限状态机(FSM)的概念、设计方法以及层次状态机(HSM)在软件设计中的应用，结合CParser和Calc程序举例，深入探讨了面向对象编程中的状态行为继承。 有限状态机(FSM)是一种建模工具，用于描述系统随时间变化的行为。它由状态、事件、条件（guard）、动作（action）和迁移（transition）组成。状态表示系统的一种特定模式或行为，事件触发状态间的转换，条件决定是否允许转换，动作则是在转换过程中执行的操作。 CParser是一个使用FSM实现的注释分析程序，它使用嵌套switch语句来实现状态机。状态通过枚举类型定义，如CODE、SLASH、COMMENT等，信号（事件）也通过枚举类型表示，如CHAR_SIG、STAR_SIG、SLASH_SIG。在CParser1Dispatch函数中，根据当前状态和接收到的信号，状态机进行相应的状态切换。 层次状态机(HSM)是FSM的扩展，允许将状态组织成层次结构，增强了模型的可维护性和复用性。HSM强调编程差异，即关注状态间的不同，而非相同部分。在HSM中，状态可以有进入/退出动作，对应类的构造/析构过程，状态继承反映了类继承，抽象状态则用于组织和简化结构。 Calc程序的HSM设计中，可以展示如何利用HSM来处理更复杂的情况。设计时需要考虑状态继承的合理性，确保符合Liskov替换原则（LSP），即子类对象必须能够替换掉父类对象而不影响程序的正确性。在设计过程中，需要不断调整状态之间的关系，以达到最佳的抽象和组织。 通过HSM，开发者可以更清晰地描述软件的行为，尤其是对于响应事件驱动的系统，如实时操作系统或通信协议。HSM与面向对象编程（OOP）相结合，可以有效地利用状态继承来实现行为的复用和封装，提高代码的可读性和可维护性。 总结来说，FSM和HSM是强大的软件设计工具，它们提供了一种结构化的方法来描述和实现系统的行为。在C/C++中，通过枚举和switch语句可以构建简单的FSM，而HSM则通过状态继承和层次结构提供了更复杂的系统建模能力，尤其是在嵌入式系统和实时应用中，HSM的设计方法显得尤为重要。