C++怎么實現(xiàn)一個有限狀態(tài)機

本篇內(nèi)容介紹了“C++怎么實現(xiàn)一個有限狀態(tài)機”的有關(guān)知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠?qū)W有所成！

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什么是有限狀態(tài)機？

簡單說就是作一件事可能會經(jīng)過多個不同狀態(tài)的轉(zhuǎn)換, 轉(zhuǎn)換依賴于在不同時間發(fā)生的不同事件來觸發(fā), 舉個例子,比如 TCP的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖, 在實現(xiàn)上就可以用FSM.

傳統(tǒng)的實現(xiàn)方案

if...else : 搞一大堆if else, 一個函數(shù)寫很長很長......

swich...case : 也搞一大堆一個函數(shù)寫很長很長......

FSM的實現(xiàn)方案

根據(jù)具體的業(yè)務(wù)需要, 將業(yè)務(wù)的處理流程定義為一個狀態(tài)機, 此狀態(tài)機中存在以下必要元素

根據(jù)業(yè)務(wù)需要, 拆解抽象出若干個不同狀態(tài) State, 并確定此狀態(tài)機的初始狀態(tài);
根據(jù)實現(xiàn)需要, 抽象出用于觸發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的事件 Event;
為了處理一個Event, 需要定義狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程Transition;
狀態(tài)機要先判斷當前所處的狀態(tài)是否與當前發(fā)生的Event匹配(注意: 相同的狀態(tài)可能同時匹配多個Event)。

用張簡圖來說明一下

C++怎么實現(xiàn)一個有限狀態(tài)機

MachineSet可以同時管理多個Machine;
外部觸發(fā)的Event進入到MachineSet的事件隊列;
事件隊列里的Event被順序處理, 被Dispatch到match的Machine;
Machine根據(jù)當前的所處的state和Event類型來判斷當前Event是否有效;
如果上面(4)中的Event有效, 則進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換;
狀態(tài)轉(zhuǎn)換具體來說涉及到三個回調(diào)函數(shù):

6.1 當前state離開, 是第一個回調(diào),需要使用者根據(jù)實際需要處理;

6.2 trasition這個轉(zhuǎn)換過程, 是第二個回調(diào);
6.3 新state的進入, 是第三個回調(diào);

一個簡單的狀態(tài)機,差不多就是上面這些內(nèi)容, 剩下的就是用程序語言把它實現(xiàn)出來了;

FSM的C++ 實現(xiàn)

一個用C++11實現(xiàn)的FSM的代碼

https://github.com/DavidLiuXh/kuafu

實現(xiàn)簡介:

主要就是按deamo里的思路, 封裝了以下幾個模塊

MachineSet,
Machine,
Event,
Transition,
Predicate

對于Event的處理, 提供兩種方案:

直接使用MachineSet提供的StartBackground, 開啟一個work thread, 在這個work thread中不斷從存儲event的fifo隊列中獲取event后dispatch到各個machine;
不使用MachineSet提供的event fifo, 實現(xiàn)自己的MachineSetHandler, 將其實例注冊到MachineSet, 從event的派發(fā);

一個具體的實現(xiàn)

我們來使用上面的FSM的實現(xiàn)來模擬一個用戶登陸的場景;

定義用到的Event和幾種不同的事件類型

C++怎么實現(xiàn)一個有限狀態(tài)機