Question

我正在尝试在C中实现有限状态机并且需要它非常快。所以我决定使用函数指针作为“状态”：

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

然后，主FSM循环可以非常简单：

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

while(fp)
    fp = fp();

有一个问题：

1）是否可以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typedef类型，以确保在FSM中只使用这种类型的函数。

2）在C中实现FSM的传统方法是使用枚举用于状态和基于交换机的调度程序循环，因此与基于函数指针的实现相比，将存在一个间接级别。
但我不确定，指令缓存或分支预测有问题吗？换句话说，是否存在可以超越我的解决方案的实现？

感谢。

Answer 1

要在C中创建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＆＃34;类型定义。例如，您可以将函数指针包装在struct：

中

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

然后在循环中：

struct state state = { state1 };

while (state.func) {
    state = state.func();
}

Answer 2

您可以在此找到问题的答案：http://code.google.com/p/fwprofile/

它是实现的状态机的开源版本（GNU GPLv3）在C.概念和实施非常适合用于任务关键型应用程序。有工业部署应用

Answer 3

在C中不可能声明一个返回指向其自身类型函数的指针的函数。此外，您不能使用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();

丑陋，但它确实有效。相反，我会考虑使用switch语句。这对于实现状态机来说更加清晰。

Answer 4

1）typedef void(*state_fp)(void);

state_fp state1(void) { }

2）取决于，函数内置代码的小循环将比函数调用更快。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语句太多，这将在函数调用下面降级

Answer 5

如果其他人想要为fsm使用免费框架，请查看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。

有限状态机实现

5 个答案: