有限狀態機實現

我試圖在C中實現有限狀態機，並且需要它非常快速。所以我決定用函數指針爲「國」：有限狀態機實現

void *state1(void){ /* function body here */ } 
void *state2(void){ /* ... */ } 
void *state3(void){ /* ... */ }

然後，主FSM循環可以很簡單：

void *(*fp)(void); 
fp = state1; 

while(fp) 
    fp = fp();

有一個問題：

1）它是可能避免在函數返回類型中使用void指針？理想情況下，狀態函數應該有一些類型定義的類型，以確保在FSM中只能使用這種類型的函數。

2）在C語言中實現FSM的傳統方法是使用enum進行狀態和基於開關的調度器循環，因此與基於函數指針的實現相比，會有一個間接級別。
但我不確定，那裏的指令緩存或分支預測有一些問題嗎？換句話說，是否存在可以超越我的解決方案的實現？

謝謝。

來源

2012-06-25 John Rivers

我有聞到微型優化嗎？狀態機需要運行幾毫秒？ –

@Seva Alekseyev有些州比較大而且速度慢，但有些非常小而且簡單。當FSM處於「大」狀態之一時，性能並不重要，但小型狀態必須儘可能快地執行。 –

如果您希望速度更快，請使用單熱編碼狀態機。你過早的優化不會很長。你最好編寫可讀，可維護和可擴展的代碼。另外，對於C++ - http://www.boost.org/doc/libs/1_49_0/libs/statechart/doc/index.html – 2012-06-25 04:08:12

要在C中創建一個像這樣的遞歸類型定義，您需要在該行的某處使用struct，因爲您無法「轉發聲明」typedefs。在循環

struct state { 
    struct state (*func)(void); 
};

然後：例如，你可以用一個struct中的函數指針

struct state state = { state1 }; 

while (state.func) { 
    state = state.func(); 
}

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2012-06-25 04:03:44 caf

1）typedef void(*state_fp)(void);

state_fp state1(void) { }

2）取決於，小環與內置到函數的代碼會比使函數調用更快。例如一個switch語句，其中每個狀態都在switch語句中實現，但是，如果case語句過多，這將在函數調用下面退化

來源

2012-06-25 03:20:18

這將需要在返回時進行強制轉換，因爲函數返回的類型不同作爲指向函數本身的指針的類型（它比OP更好，至少你從一個函數指針類型轉換到另一個函數指針類型，所以它是很好定義的）。 – caf

C中不可能聲明一個返回指向函數的指針的函數屬於自己的類型。而且，你不能使用void *，因爲C不允許在函數和對象指針之間進行轉換。相反，您可以使用：

typedef void (*generic_func_ptr)(void); 
typedef generic_func_ptr (*state_func_ptr)(void); 
generic_func_ptr state1(void), state2(void), state3(void); 
state_func_ptr fp; 

while(fp) 
    fp = (state_func_ptr)fp();

醜，但它的作品。相反，我會考慮使用switch語句。對於實現狀態機來說它更加清潔。

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2012-06-25 04:01:41

在這裏，你可能會發現你的問題的答案：http://code.google.com/p/fwprofile/

這是一個開放源代碼版本（GNU GPLv3）採用C語言實現的。該概念和實現非常適合在關鍵任務應用程序中使用。有部署在工業應用程序。

來源

2012-09-12 08:35:35

如果其他人想要使用fsm的免費框架，請看看http://www.block-net.de/Programmierung/cpp/fsm/fsm.html 有一個C和C++有限狀態機框架，包括帶有PlantUML的狀態圖生成器。

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2014-10-09 22:07:33 Tom

有限狀態機實現

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