有限状态机实现

我试图在C中实现有限状态机，并且需要它非常快速。所以我决定用函数指针为 “国”：有限状态机实现

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

然后，主FSM循环可以很简单：

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

while(fp) 
    fp = fp();

有一个问题：

1）它是可能避免在函数返回类型中使用void指针？理想情况下，状态函数应该有一些类型定义的类型，以确保在FSM中只能使用这种类型的函数。

2）在C语言中实现FSM的传统方法是使用enum进行状态和基于开关的调度器循环，因此与基于函数指针的实现相比，会有一个间接级别。
但我不确定，那里的指令缓存或分支预测有一些问题吗？换句话说，是否存在可以超越我的解决方案的实现？

谢谢。

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2012-06-25 John Rivers

我有闻到微型优化吗？状态机需要运行几毫秒？ –

@Seva Alekseyev有些州比较大而且速度慢，但有些非常小而且简单。当FSM处于“大”状态之一时，性能并不重要，但小型状态必须尽可能快地执行。 –

如果您希望速度更快，请使用单热编码状态机。你过早的优化不会很长。你最好编写可读，可维护和可扩展的代码。另外，对于C++ - http://www.boost.org/doc/libs/1_49_0/libs/statechart/doc/index.html – 2012-06-25 04:08:12

要在C中创建一个像这样的递归类型定义，您需要在该行的某处使用struct，因为您无法“转发声明”typedefs。在循环

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

然后：例如，你可以用一个struct中的函数指针

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）取决于，小环与内置到函数的代码会比使函数调用更快。例如一个switch语句，其中每个状态都在switch语句中实现，但是，如果case语句过多，这将在函数调用下面退化

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2012-06-25 03:20:18

这将需要在返回时进行强制转换，因为函数返回的类型不同作为指向函数本身的指针的类型（它比OP更好，至少你从一个函数指针类型转换到另一个函数指针类型，所以它是很好定义的）。 – caf

C中不可能声明一个返回指向函数的指针的函数属于自己的类型。而且，你不能使用void *，因为C不允许在函数和对象指针之间进行转换。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();

丑，但它的作品。相反，我会考虑使用switch语句。对于实现状态机来说它更加清洁。

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2012-06-25 04:01:41

在这里，你可能会发现你的问题的答案：http://code.google.com/p/fwprofile/

这是一个开放源代码版本（GNU GPLv3）采用C语言实现的。该概念和实现非常适合在关键任务应用程序中使用。有部署在工业应用程序。

来源

2012-09-12 08:35:35

如果其他人想要使用fsm的免费框架，请看看http://www.block-net.de/Programmierung/cpp/fsm/fsm.html 有一个C和C++有限状态机框架，包括带有PlantUML的状态图生成器。

来源

2014-10-09 22:07:33 Tom

有限状态机实现

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