如何使用經過驗證的技術用 C 語言設計健壯且高效的狀態機？

C 狀態機設計：經過驗證的技術演練

開始用 C 或 C 語言設計狀態機面臨許多挑戰。為了應對這些複雜性，經驗豐富的程式設計師設計了富有洞察力的技術來確保穩健且高效的實現。

一種方法是將狀態機構建為結構體數組，其中每個結構體封裝一個狀態、一個事件和一個過渡函數。轉換函數根據目前狀態和接收到的事件決定下一個狀態。

為了簡化設計，使用常數來定義各種狀態和事件，以提高可讀性和易於維護。然後，轉換函數作為單獨的模組實現，通常不帶參數並返回新狀態。

當狀態機獨立於單一編譯單元內時，這種安排特別有用，因為變數仍然存在該單元內靜態。雖然使用它們時仍然需要謹慎，但有限的範圍減少了潛在的問題。

在提供的範例中，轉換陣列包含可能的轉換及其對應函數的完整清單。兩個特殊標記 ST_ANY 和 EV_ANY 用作通配符，允許獨立於事件或狀態獨立觸發狀態轉換。

要執行狀態機，需要使用 GetNextEvent() 函數，使用簡單的迴圈以確定已發生的事件。此循環迭代轉換數組，針對每個轉換評估當前狀態和事件。如果找到匹配，則呼叫相應的轉換函數，從而導致狀態變更。

利用這種方法，狀態機可以透過根據當前狀態和接收到的事件動態調整其行為來處理多個事件。通配符提供了一種靈活的機制來定義包羅萬象的轉換，確保正確處理意外事件。

超越基礎：其他注意事項

在全域變數引起關注的情況下，另一種方法涉及將結構指標傳遞給各個轉換函數。這允許狀態機的多個實例同時運行而不會產生幹擾。

透過為每個狀態機建立不同的結構，可以將特定於機器的資料封裝在該結構中，使其可供所有相關函數存取。事實證明，在管理具有不同資料需求的狀態機的多個實例時，此方法特別有價值。

無論是使用簡單還是複雜的狀態機，C 和 C 程式語言都提供了充足的工具和技術來促進高效、可靠的實作。透過利用經過驗證的設計策略，您可以建立強大的狀態機，有效地驅動應用程式的行為。

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