有限狀態(tài)機(jī)介紹.

1、有限狀態(tài)機(jī)有限狀態(tài)機(jī) 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第2頁頁 1. 有限狀態(tài)機(jī)的基本概念有限狀態(tài)機(jī)的基本概念 2. 有限狀態(tài)機(jī)編程方法有限狀態(tài)機(jī)編程方法 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第3頁頁 狀態(tài)機(jī)的引入狀態(tài)機(jī)的引入 n狀態(tài)機(jī)理論最初的發(fā)展在數(shù)字電路設(shè)計領(lǐng)域。狀態(tài)機(jī)理論最初的發(fā)展在數(shù)字電路設(shè)計領(lǐng)域。 n在數(shù)字電路方面，根據(jù)輸出是否與輸入信號有關(guān)，狀在數(shù)字電路方面，根據(jù)輸出是否與輸入信號有關(guān)，狀 態(tài)機(jī)可以劃分為態(tài)機(jī)可以劃分為Mealy型和型和Moore型狀態(tài)機(jī)。型狀態(tài)機(jī)。 Moore 型狀態(tài)機(jī)的輸出只和當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)，和輸入無關(guān)。型狀態(tài)機(jī)的輸出只和當(dāng)

2、前狀態(tài)有關(guān)，和輸入無關(guān)。 Mealy型狀態(tài)機(jī)的輸入是由當(dāng)前狀態(tài)和輸入共同決定。型狀態(tài)機(jī)的輸入是由當(dāng)前狀態(tài)和輸入共同決定。 n而在軟件設(shè)計領(lǐng)域，狀態(tài)機(jī)的理論儼然已經(jīng)自成一體，而在軟件設(shè)計領(lǐng)域，狀態(tài)機(jī)的理論儼然已經(jīng)自成一體， 它經(jīng)常用來描述一些復(fù)雜的算法，表明一些算法的內(nèi)它經(jīng)常用來描述一些復(fù)雜的算法，表明一些算法的內(nèi) 部的結(jié)構(gòu)和流程，更多的關(guān)注于程序?qū)ο蟮膱?zhí)行順序。部的結(jié)構(gòu)和流程，更多的關(guān)注于程序?qū)ο蟮膱?zhí)行順序。 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第4頁頁 n靜態(tài)順序結(jié)構(gòu)靜態(tài)順序結(jié)構(gòu) n動態(tài)結(jié)構(gòu)動態(tài)結(jié)構(gòu) 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第5頁頁 有限狀態(tài)機(jī)有限狀態(tài)機(jī) n有限自

3、動機(jī)（有限自動機(jī)（Finite Automata Machine）是計算機(jī)科學(xué)）是計算機(jī)科學(xué) 的重要基石，它在軟件開發(fā)領(lǐng)域內(nèi)通常被稱作有限狀態(tài)的重要基石，它在軟件開發(fā)領(lǐng)域內(nèi)通常被稱作有限狀態(tài) 機(jī)（機(jī)（Finite State Machine），是一種應(yīng)用非常廣泛的軟），是一種應(yīng)用非常廣泛的軟 件設(shè)計模式。件設(shè)計模式。 n有限狀態(tài)機(jī)的作用主要是有限狀態(tài)機(jī)的作用主要是描述對象在它的生命周期內(nèi)所描述對象在它的生命周期內(nèi)所 經(jīng)歷的狀態(tài)序列，以及如何響應(yīng)來自外界的各種事件經(jīng)歷的狀態(tài)序列，以及如何響應(yīng)來自外界的各種事件。 n在現(xiàn)實(shí)中，有許多事情可以用有限個狀態(tài)來表達(dá)，如在現(xiàn)實(shí)中，有許多事情可以用有限個狀態(tài)

4、來表達(dá)，如: 紅綠燈、電話機(jī)等等。紅綠燈、電話機(jī)等等。 其實(shí)，在資訊領(lǐng)域中，很多事情其實(shí)，在資訊領(lǐng)域中，很多事情 都是由有限的狀態(tài)所組成，再由于不同的輸入而衍生出都是由有限的狀態(tài)所組成，再由于不同的輸入而衍生出 各個狀態(tài)。各個狀態(tài)。 2021-7-12第第6頁頁 有限狀態(tài)機(jī)有限狀態(tài)機(jī) n有限狀態(tài)機(jī)有限狀態(tài)機(jī)FSM思想廣泛思想廣泛應(yīng)用應(yīng)用于于硬件控制硬件控制電路設(shè)計，也電路設(shè)計，也 是是軟件軟件上常用的一種處理方法上常用的一種處理方法(軟件軟件上稱為上稱為FMM-有限有限 消息機(jī)消息機(jī))。它把復(fù)雜的。它把復(fù)雜的控制控制邏輯分解成邏輯分解成有限個有限個穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定狀態(tài)， 在每個狀態(tài)上判斷事件，變

5、連續(xù)處理為在每個狀態(tài)上判斷事件，變連續(xù)處理為離散離散數(shù)字?jǐn)?shù)字處理，處理， 符合計算機(jī)的工作特點(diǎn)。符合計算機(jī)的工作特點(diǎn)。 n同時，因?yàn)橛邢逘顟B(tài)機(jī)具有有限個狀態(tài)，所以可以在實(shí)同時，因?yàn)橛邢逘顟B(tài)機(jī)具有有限個狀態(tài)，所以可以在實(shí) 際的工程上實(shí)現(xiàn)。但這并不意味著其只能進(jìn)行有限次的際的工程上實(shí)現(xiàn)。但這并不意味著其只能進(jìn)行有限次的 處理，相反，有限狀態(tài)機(jī)是閉環(huán)系統(tǒng)，有限無窮，可以處理，相反，有限狀態(tài)機(jī)是閉環(huán)系統(tǒng)，有限無窮，可以 用有限的狀態(tài)，處理無窮的事務(wù)。用有限的狀態(tài)，處理無窮的事務(wù)。 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第7頁頁 有限狀態(tài)機(jī)有限狀態(tài)機(jī)例例1 n紅綠燈紅綠燈 紅綠燈運(yùn)作的原理相當(dāng)簡單

6、，從一開始綠燈，經(jīng)過一段時間后，紅綠燈運(yùn)作的原理相當(dāng)簡單，從一開始綠燈，經(jīng)過一段時間后， 將變?yōu)辄S燈，將變?yōu)辄S燈， 再隔一會兒，就會變成紅燈，如此不斷反覆。再隔一會兒，就會變成紅燈，如此不斷反覆。 其其 FSM如下。如下。 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第8頁頁 有限狀態(tài)機(jī)有限狀態(tài)機(jī)例例2 n自動販?zhǔn)蹤C(jī)自動販?zhǔn)蹤C(jī) 假設(shè)有簡單的一自動販賣機(jī)販?zhǔn)蹆深惿唐?，一類售價假設(shè)有簡單的一自動販賣機(jī)販?zhǔn)蹆深惿唐?，一類售價20元，元， 另一類售價另一類售價50元。元。 如果該販賣機(jī)只能辨識如果該販賣機(jī)只能辨識10元及元及50元硬幣。元硬幣。 一一 開始機(jī)器處于開始機(jī)器處于Hello的狀態(tài)，當(dāng)投入的

7、狀態(tài)，當(dāng)投入10元時，機(jī)器會進(jìn)入余額不足元時，機(jī)器會進(jìn)入余額不足 的狀態(tài)，直到投入的金額大于的狀態(tài)，直到投入的金額大于20元為止。元為止。 如果一次投入如果一次投入50元，則元，則 可以選擇所有的產(chǎn)品，否則就只能選擇可以選擇所有的產(chǎn)品，否則就只能選擇20元的產(chǎn)品。元的產(chǎn)品。 完成選擇后，完成選擇后， 將會賣出商品并且找回剩余的零錢，隨后，機(jī)器又將返回初始的狀將會賣出商品并且找回剩余的零錢，隨后，機(jī)器又將返回初始的狀 態(tài)。態(tài)。 其其FSM如下。如下。 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第9頁頁 基本概念基本概念 n在描述有限狀態(tài)機(jī)時，常會碰到的幾個基本概念：在描述有限狀態(tài)機(jī)時，常會碰到

8、的幾個基本概念： n狀態(tài)（狀態(tài)（State）指的是對象在其生命周期中的一種狀況，處于指的是對象在其生命周期中的一種狀況，處于 某個特定狀態(tài)中的對象必然會滿足某些條件、執(zhí)行某些動作或某個特定狀態(tài)中的對象必然會滿足某些條件、執(zhí)行某些動作或 者是等待某些事件。者是等待某些事件。 n事件（事件（Event）指的是在時間和空間上占有一定位置，并且對指的是在時間和空間上占有一定位置，并且對 狀態(tài)機(jī)來講是有意義的那些事情。事件通常會引起狀態(tài)的變遷，狀態(tài)機(jī)來講是有意義的那些事情。事件通常會引起狀態(tài)的變遷， 促使?fàn)顟B(tài)機(jī)從一種狀態(tài)切換到另一種狀態(tài)。促使?fàn)顟B(tài)機(jī)從一種狀態(tài)切換到另一種狀態(tài)。 n轉(zhuǎn)換（轉(zhuǎn)換（Transi

9、tion）指的是兩個狀態(tài)之間的一種關(guān)系，表明對指的是兩個狀態(tài)之間的一種關(guān)系，表明對 象將在第一個狀態(tài)中執(zhí)行一定的動作，并將在某個事件發(fā)生同象將在第一個狀態(tài)中執(zhí)行一定的動作，并將在某個事件發(fā)生同 時某個特定條件滿足時進(jìn)入第二個狀態(tài)。時某個特定條件滿足時進(jìn)入第二個狀態(tài)。 n動作（動作（Action）指的是狀態(tài)機(jī)中可以執(zhí)行的那些原子操作，指的是狀態(tài)機(jī)中可以執(zhí)行的那些原子操作， 所謂原子操作指的是它們在運(yùn)行的過程中不能被其他消息所中所謂原子操作指的是它們在運(yùn)行的過程中不能被其他消息所中 斷，必須一直執(zhí)行下去。斷，必須一直執(zhí)行下去。 2021-7-12第第10頁頁 有限狀態(tài)機(jī)模型有限狀態(tài)機(jī)模型 n通信協(xié)

10、議建模通信協(xié)議建模 n基本出發(fā)點(diǎn)：認(rèn)為通信協(xié)議主要是由響應(yīng)多個基本出發(fā)點(diǎn)：認(rèn)為通信協(xié)議主要是由響應(yīng)多個“事件事件”的相對的相對 簡單的處理過程組成。簡單的處理過程組成。 n狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 n優(yōu)點(diǎn)：簡單明了，比較精確。優(yōu)點(diǎn)：簡單明了，比較精確。 n缺點(diǎn)：對許多復(fù)雜的協(xié)議，事件數(shù)和狀態(tài)數(shù)會劇增，處理困難。缺點(diǎn)：對許多復(fù)雜的協(xié)議，事件數(shù)和狀態(tài)數(shù)會劇增，處理困難。 2021-7-12第第11頁頁 為什么使用有限狀態(tài)機(jī)為什么使用有限狀態(tài)機(jī) n在面向?qū)ο蟮能浖到y(tǒng)中，一個對象無論多么簡單或者多么復(fù)雜，都在面向?qū)ο蟮能浖到y(tǒng)中，一個對象無論多么簡單或者多么復(fù)雜，都 必然會經(jīng)歷一個從開始創(chuàng)建到最終消亡的

11、完整過程，這通常被稱為對必然會經(jīng)歷一個從開始創(chuàng)建到最終消亡的完整過程，這通常被稱為對 象的象的生命周期生命周期。 n對象在其生命期內(nèi)是不可能完全孤立的，它必須通過發(fā)送消息來影響對象在其生命期內(nèi)是不可能完全孤立的，它必須通過發(fā)送消息來影響 其它對象，或者通過接受消息來改變自身。其它對象，或者通過接受消息來改變自身。 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第12頁頁 為什么使用有限狀態(tài)機(jī)為什么使用有限狀態(tài)機(jī) n在銀行客戶管理系統(tǒng)中，客戶類（在銀行客戶管理系統(tǒng)中，客戶類（Customer）的實(shí)例在需要的時候，）的實(shí)例在需要的時候， 可能會調(diào)用帳戶（可能會調(diào)用帳戶（Account）類中定義的）類

12、中定義的getBalance()方法。在這種簡方法。在這種簡 單的情況下，類單的情況下，類Customer并不需要一個有限狀態(tài)機(jī)來描述自己的行為，并不需要一個有限狀態(tài)機(jī)來描述自己的行為， 主要原因在于它當(dāng)前的行為并不依賴于過去的某個狀態(tài)。主要原因在于它當(dāng)前的行為并不依賴于過去的某個狀態(tài)。 n并不是所有情況都會如此簡單，事實(shí)上許多實(shí)用的軟件系統(tǒng)都必須維并不是所有情況都會如此簡單，事實(shí)上許多實(shí)用的軟件系統(tǒng)都必須維 護(hù)一兩個非常關(guān)鍵的對象，它們通常具有非常復(fù)雜的狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系，護(hù)一兩個非常關(guān)鍵的對象，它們通常具有非常復(fù)雜的狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系， 而且需要對來自外部的各種事件進(jìn)行響應(yīng)。而且需要對來自外部的各種事

13、件進(jìn)行響應(yīng)。 n例如，在例如，在VoIP電話系統(tǒng)（找狀態(tài)圖）電話系統(tǒng)（找狀態(tài)圖）中，電話類（中，電話類（Telephone）的實(shí)例）的實(shí)例 必須能夠響應(yīng)來自對方的隨機(jī)呼叫，來自用戶的按鍵事件，以及來自必須能夠響應(yīng)來自對方的隨機(jī)呼叫，來自用戶的按鍵事件，以及來自 網(wǎng)絡(luò)的信令等。在處理這些消息時，類網(wǎng)絡(luò)的信令等。在處理這些消息時，類Telephone所要采取的行為完全所要采取的行為完全 依賴于它當(dāng)前所處的狀態(tài)，此時使用狀態(tài)機(jī)將是一個不錯的選擇。依賴于它當(dāng)前所處的狀態(tài)，此時使用狀態(tài)機(jī)將是一個不錯的選擇。 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第13頁頁 為什么使用有限狀態(tài)機(jī)為什么使用有限狀態(tài)機(jī)

14、 n游戲引擎是有限狀態(tài)機(jī)最為成功的應(yīng)用領(lǐng)域之一，由于設(shè)計良好的狀游戲引擎是有限狀態(tài)機(jī)最為成功的應(yīng)用領(lǐng)域之一，由于設(shè)計良好的狀 態(tài)機(jī)能夠被用來取代部分的人工智能算法，因此游戲中的每個角色或態(tài)機(jī)能夠被用來取代部分的人工智能算法，因此游戲中的每個角色或 者器件都有可能內(nèi)嵌一個狀態(tài)機(jī)。者器件都有可能內(nèi)嵌一個狀態(tài)機(jī)。 n考慮考慮RPG（ Role-playing Game）游戲中城門這樣一個簡單的對象，它）游戲中城門這樣一個簡單的對象，它 具有打開（具有打開（Opened）、關(guān)閉（）、關(guān)閉（Closed）、上鎖（）、上鎖（Locked）、解鎖）、解鎖 （Unlocked）四種狀態(tài)。當(dāng)玩家到達(dá)一個處于狀態(tài)

15、）四種狀態(tài)。當(dāng)玩家到達(dá)一個處于狀態(tài)Locked的門時，如的門時，如 果此時他已經(jīng)找到了用來開門的鑰匙，那么他就可以利用它將門的當(dāng)果此時他已經(jīng)找到了用來開門的鑰匙，那么他就可以利用它將門的當(dāng) 前狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榍盃顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閁nlocked，進(jìn)一步還可以通過旋轉(zhuǎn)門上的把手將其狀態(tài)，進(jìn)一步還可以通過旋轉(zhuǎn)門上的把手將其狀態(tài) 轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)镺pened，從而成功進(jìn)入城內(nèi)。，從而成功進(jìn)入城內(nèi)。 2021-7-12第第14頁頁 控制城門的狀態(tài)機(jī)控制城門的狀態(tài)機(jī) 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第15頁頁 1. 有限狀態(tài)機(jī)的基本概念有限狀態(tài)機(jī)的基本概念 2. 有限狀態(tài)機(jī)編程方法有限狀態(tài)機(jī)編程方法 主要內(nèi)容

16、主要內(nèi)容 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第16頁頁 確定的有限狀態(tài)機(jī)確定的有限狀態(tài)機(jī) n一個一個DFA M是一個五元組，記作是一個五元組，記作 M = (S, , f, S0, Z)，其中，其中 1) S = 狀態(tài)狀態(tài)i，S是一個有限集，其中的每一個元素稱為一個狀態(tài)是一個有限集，其中的每一個元素稱為一個狀態(tài) 2) = 輸入字符輸入字符i， 是一個有窮字母表，它的每一個元素稱為一個是一個有窮字母表，它的每一個元素稱為一個 輸入字符輸入字符 3) f : S S，f 是轉(zhuǎn)換函數(shù)，表示某狀態(tài)接受某個是轉(zhuǎn)換函數(shù)，表示某狀態(tài)接受某個輸入字符輸入字符所到所到 達(dá)的狀態(tài)，如：達(dá)的狀態(tài)，如：f(

17、p,a) = q，p，q S，a 4) S0 S， S0是是S中的元素，是唯一的一個初態(tài)中的元素，是唯一的一個初態(tài) 5) Z S，且，且 Z ，Z是是S的一個子集，是一個終態(tài)集，或叫結(jié)束集的一個子集，是一個終態(tài)集，或叫結(jié)束集 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第17頁頁 確定的有限狀態(tài)機(jī)確定的有限狀態(tài)機(jī) 左側(cè)的狀態(tài)圖，在數(shù)學(xué)上稱作左側(cè)的狀態(tài)圖，在數(shù)學(xué)上稱作DFA， 其形式化定義為：其形式化定義為： M=(S, , f, S0, Z) 其中，其中，S = 0 , 1 , 2 , 3 = a , b , c , d S0 = 0 Z = 3 源狀態(tài)源狀態(tài)輸入輸入目的狀態(tài)目的狀態(tài) 0a1

18、0C2 1d1 1b3 2d3 f: 013 a b c d d 2 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第18頁頁 手工編寫狀態(tài)機(jī)手工編寫狀態(tài)機(jī) n與其他常用的設(shè)計模式有所不同，程序員想要在自己的軟件系統(tǒng)與其他常用的設(shè)計模式有所不同，程序員想要在自己的軟件系統(tǒng) 中加入狀態(tài)機(jī)時，必須再額外編寫一部分用于邏輯控制的代碼，中加入狀態(tài)機(jī)時，必須再額外編寫一部分用于邏輯控制的代碼， 如果系統(tǒng)足夠復(fù)雜的話，這部分代碼實(shí)現(xiàn)和維護(hù)起來還是相當(dāng)困如果系統(tǒng)足夠復(fù)雜的話，這部分代碼實(shí)現(xiàn)和維護(hù)起來還是相當(dāng)困 難的。難的。 n在實(shí)現(xiàn)有限狀態(tài)機(jī)時，使用在實(shí)現(xiàn)有限狀態(tài)機(jī)時，使用switch語句語句是最簡單也是最直

19、接的一是最簡單也是最直接的一 種方式，其基本思路是為狀態(tài)機(jī)中的每一種狀態(tài)都設(shè)置一個種方式，其基本思路是為狀態(tài)機(jī)中的每一種狀態(tài)都設(shè)置一個case 分支，專門用于對該狀態(tài)進(jìn)行控制。分支，專門用于對該狀態(tài)進(jìn)行控制。 n學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)doorFSM工程，如何編程實(shí)現(xiàn)有限狀態(tài)機(jī)。工程，如何編程實(shí)現(xiàn)有限狀態(tài)機(jī)。 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第19頁頁 手工編寫狀態(tài)機(jī)手工編寫狀態(tài)機(jī) n在很長一段時期內(nèi)，使用在很長一段時期內(nèi)，使用switch語句一直是實(shí)現(xiàn)有限狀態(tài)機(jī)的唯一語句一直是實(shí)現(xiàn)有限狀態(tài)機(jī)的唯一 方法，甚至像編譯器這樣復(fù)雜的軟件系統(tǒng)，大部分也都直接采用這方法，甚至像編譯器這樣復(fù)雜的軟件系統(tǒng)，大

20、部分也都直接采用這 種實(shí)現(xiàn)方式。但之后隨著狀態(tài)機(jī)應(yīng)用的逐漸深入，構(gòu)造出來的狀態(tài)種實(shí)現(xiàn)方式。但之后隨著狀態(tài)機(jī)應(yīng)用的逐漸深入，構(gòu)造出來的狀態(tài) 機(jī)越來越復(fù)雜，這種方法也開始面臨各種嚴(yán)峻的考驗(yàn)。如果狀態(tài)機(jī)機(jī)越來越復(fù)雜，這種方法也開始面臨各種嚴(yán)峻的考驗(yàn)。如果狀態(tài)機(jī) 中的狀態(tài)非常多，或者狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系異常復(fù)雜，那么簡單地中的狀態(tài)非常多，或者狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系異常復(fù)雜，那么簡單地 使用使用switch語句構(gòu)造出來的狀態(tài)機(jī)將是不可維護(hù)的。語句構(gòu)造出來的狀態(tài)機(jī)將是不可維護(hù)的。 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第20頁頁 doorFSM程序?qū)嵗绦驅(qū)嵗?（1）新建一個）新建一個Win32 Cons

21、ole Application的簡單應(yīng)用程序，并利的簡單應(yīng)用程序，并利 用用ClassWiard建立建立doorFSM類，用類，用doorFSM實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)。實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)。 （2）編寫）編寫doorFSM.h頭文件頭文件 （3）編寫）編寫doorFSM.cpp源程序源程序 添加狀態(tài)、事件、轉(zhuǎn)化函數(shù)等添加狀態(tài)、事件、轉(zhuǎn)化函數(shù)等 （4）添加測試程序）添加測試程序Test.cpp 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第21頁頁 DoorFSM類類 class DoorFSM public: enum Event Lock, Unlock, Open, Close; / Events protec

22、ted: void enterOpened(); void enterLocked(); void enterUnlocked(); void enterClosed(); public: enum States Closed, Unlocked, Locked, Opened; / states States doorState; public: DoorFSM() doorState = Opened; / Constructor virtual DoorFSM() / Destructor States currentState() return doorState; / Get cur

23、rent FSM state, returns current FSM state void processEvent( Event e ); / perform event static const char* eventName( Event e ); / Get symbolic name of an event static const char* stateName( States s )；/ Get symbolic name of a state ; 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第22頁頁 doorFSM.cpp實(shí)現(xiàn)文件實(shí)現(xiàn)文件 nvoid DoorFSM:pro

24、cessEvent( Event e ) n n States yOld = doorState; n bool pass = false; n switch( yOld ) n /transitions n case Closed: n if( e = Open ) n /outcome actions n doorState = Opened; n pass = true; n n else if( e = Lock ) n /outcome actions n doorState = Locked; n pass = true; n n break; case Unlocked: if(

25、 e = Lock ) /outcome actions doorState = Locked; pass = true; else if( e = Open ) /outcome actions doorState = Opened; pass = true; break; case Locked: if( e = Unlock ) /outcome actions doorState = Unlocked; pass = true; break; 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第23頁頁 自動生成狀態(tài)機(jī)自動生成狀態(tài)機(jī) n為實(shí)用的軟件系統(tǒng)編寫狀態(tài)機(jī)并不是一件十分輕松的事情，特別

26、是為實(shí)用的軟件系統(tǒng)編寫狀態(tài)機(jī)并不是一件十分輕松的事情，特別是 當(dāng)狀態(tài)機(jī)本身比較復(fù)雜的時候尤其如此。人們開始嘗試開發(fā)一些工當(dāng)狀態(tài)機(jī)本身比較復(fù)雜的時候尤其如此。人們開始嘗試開發(fā)一些工 具來自動生成有限狀態(tài)機(jī)的框架代碼，而在具來自動生成有限狀態(tài)機(jī)的框架代碼，而在Linux下就有一個挺不下就有一個挺不 錯的選擇錯的選擇FSME（Finite State Machine Editor）。）。 nFSME是一個是一個基于基于Qt的有限狀態(tài)機(jī)工具的有限狀態(tài)機(jī)工具，它能夠讓用戶通過圖形化，它能夠讓用戶通過圖形化 的方式來對程序中所需要的狀態(tài)機(jī)進(jìn)行建模，并且還能夠自動生成的方式來對程序中所需要的狀態(tài)機(jī)進(jìn)行建模，并且還能夠自動生成 用用C+或者或者Python實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)機(jī)框架代碼。實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)機(jī)框架代碼。 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第24頁頁 可視化的可視化的FSME 2021-7-12通信軟件設(shè)計通信軟件設(shè)計第第25頁頁 狀態(tài)機(jī)建模狀態(tài)機(jī)建模 首先運(yùn)行首先運(yùn)行fsme命令命令 來啟動狀態(tài)機(jī)編輯器，然來啟動狀態(tài)機(jī)編輯器，然 后單擊工具欄上后單擊工具欄上 New 按鈕來創(chuàng)建一個新的狀態(tài)按鈕來