如何使用经过验证的技术用 C 语言设计健壮且高效的状态机？

C 状态机设计：经过验证的技术演练

开始用 C 或 C 语言设计状态机面临着许多挑战。为了应对这些复杂性，经验丰富的程序员设计了富有洞察力的技术来确保稳健且高效的实现。

一种方法是将状态机构建为结构体数组，其中每个结构体封装一个状态、一个事件和一个过渡函数。转换函数根据当前状态和接收到的事件确定下一个状态。

为了简化设计，使用常量来定义各种状态和事件，以提高可读性和易于维护。然后，转换函数作为单独的模块实现，通常不带参数并返回新状态。

当状态机独立于单个编译单元内时，这种安排特别有用，因为变量仍然存在该单元内静态。虽然使用它们时仍然需要谨慎，但有限的范围减少了潜在的问题。

在提供的示例中，转换数组包含可能的转换及其相应函数的完整列表。两个特殊标记 ST_ANY 和 EV_ANY 用作通配符，允许独立于事件或状态独立地触发状态转换。

要执行状态机，需要使用 GetNextEvent() 函数，使用一个简单的循环以确定已发生的事件。该循环迭代转换数组，针对每个转换评估当前状态和事件。如果找到匹配，则调用相应的转换函数，从而导致状态更改。

利用这种方法，状态机可以通过根据当前状态和接收到的事件动态调整其行为来处理多个事件。通配符提供了一种灵活的机制来定义包罗万象的转换，确保正确处理意外事件。

超越基础：其他注意事项

在全局变量引起关注的情况下，另一种方法涉及将结构指针传递给各个转换函数。这允许状态机的多个实例同时运行而不会产生干扰。

通过为每个状态机创建不同的结构，可以将特定于机器的数据封装在该结构中，使其可供所有相关函数访问。事实证明，在管理具有不同数据需求的状态机的多个实例时，此方法特别有价值。

无论是使用简单还是复杂的状态机，C 和 C 编程语言都提供了充足的工具和技术来促进高效、可靠的实现。通过利用经过验证的设计策略，您可以创建强大的状态机，有效地驱动应用程序的行为。

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