QEP之init()和dispatch()流程图

Posted 2021-03-22 water-sea

抽象状态机类QFsm或QHsm有一个函数指针，用于在继承的具体状态机类中指向具体的状态函数，其有两个对外的接口函数init()和dispatch()，其工作原理是理解状态机处理事件过程的关键。

具体状态机类继承自QFsm或QHsm，同时继承了这个函数指针，用于动态指向具体状态机类中的私有状态函数。

具体事件继承于根事件QEvent，并可以自己增加附加的属性。事件是外部与状态机唯一通信的实体，通过dispatch(),把事件送到状态机。状态机对外不可见，具体属性和具体状态函数都是私有的。

     图1.QEP总体类结构

1.预备知识

（1）声明一个函数指针

具体状态机类继承自QFsm或QHsm，则具体状态机具有了一个指针state，state可以指向任何状态函数，并调用状态函数执行。dispatch()函数可以用空事件探测状态机的结构、可以执行进入和退出动作、可以执行具体的事件处理动作，也可以进行状态转移。

typedef uint8_t QState;                            
typedef QState (*QStateHandler)(void *me, QEvent const *e);/*函数指针*/

（2）声明一个状态机中的函数指针变量

typedef struct QFsmTag {
    QStateHandler state; /*变量(函数指针)，指向状态机当前状态(函数)*/
} QFsm;

typedef struct QFsmTag QHsm;

（3）状态函数处理后的返回结果

每个状态函数中，根据不同的事件处理，处理完后要返回上边的结果之一，供dispatch()了解状态函数对某事件是否忽略、是否处理完、是否转换、是否不能处理而要让父状态函数来处理。

QSUPP(super)中的参数决定了层次状态机的层次结构。

/* 忽略事件 */
#define Q_IGNORED()         (Q_RET_IGNORED)

/* 已处理事件 */
#define Q_HANDLED()         (Q_RET_HANDLED)

/* 状态转移 */
#define Q_TRAN(target_)      (((QFsm *)me)->state = (QStateHandler)(target_), Q_RET_TRAN)

/* 到超状态 */
#define Q_SUPER(super_)      (((QHsm *)me)->state = (QStateHandler)(super_),  Q_RET_SUPER)

（4）触发动作

dispatch()用于主动去触发具体状态机，以探知状态机的结构、执行进入和退出动作。用QEPEMPTYSIG触发空动作，总是会执行到状态函数的最后一行QSUPPER(super_)，通过触发后的返回结果，可以探知状态机的层次结构。

/* 以sig_信号触发状态机 */
#define QEP_TRIG_(state_, sig_)     ((*(state_))(me, &QEP_reservedEvt_[sig_]))

/* 触发退出动作，在层次状态机HSM */
#define QEP_EXIT_(state_)     if (QEP_TRIG_(state_, Q_EXIT_SIG) == Q_RET_HANDLED) {         ...QS     }

/* 触发进入动作，在层次状态机HSM */
#define QEP_ENTER_(state_)     if (QEP_TRIG_(state_, Q_ENTRY_SIG) == Q_RET_HANDLED) {         ...QS     }
/* 触发空动作，在层次状态机HSM (自加)*/
#define QEP_EMPTY_(state_)     QEP_TRIG_(state_, QEP_EMPTY_SIG_)  

2.Fsm状态机init()和dispatch()流程

（1）QFsm_init()流程

     图2.QFsm_init()流程

（2）QFsm_dispatch()流程

     图3.QFsm_dispatch()流程

3.Hsm状态机init()和dispatch()流程

从顶级状态的初始伪状态开始，到本初始伪状态转换的终状态(子状态)，执行进入动作。在终状态(子状态）继续检查有没有子初始伪状态，如果有的话，继续进入，执行进入动作，直到最终状态。

（1）QHsm_init()流程

     图4.QHsm_init()流程图与层次状态机

（2）QHsm_dispatch()流程

     图5.QHsm_dispatch()流程图

关键词：状态机；抽象状态机类；具体状态机类，状态函数；初始伪状态；父状态；超状态；源状态；终状态；最终状态。

参考：
【1】Miro Samek《UML状态图的实用C/C++设计---嵌入式系统的事件驱动型编程技术》第二版