c++ - 状态机实现

Question

我在找一些通用的

1. 优化
2. 正确性
3. 可扩展性

关于我当前的 C++ 分层状态机实现的建议。

示例

variable isMicOn = false
variable areSpeakersOn = false
variable stream = false
state recording
{
        //override block for state recording
        isMicOn = true //here, only isMicOn is true              
        //end override block for state recording
}
state playback
{
        //override block for state playback
        areSpeakersOn = true //here, only areSpeakersOn = true
        //end override block for state playback
        state alsoStreamToRemoteIp
        {
                //override block for state alsoStreamToRemoteIp
                stream = true //here, both areSpeakersOn = true and stream = true
                //end override block for state alsoStreamToRemoteIp
        }
}

goToState(recording)
goToState(playback)
goToState(playback.alsoStreamToRemoteIp)

实现

目前，HSM 是作为树结构实现的，其中每个状态都可以有数量可变的子状态。

每个状态包含可变数量的覆盖基值的“覆盖” block (在 std::map 中)。在根状态，状态机有一组变量(函数、属性...)初始化为一些默认值。每次我们进入子状态时，“覆盖”列表定义变量和值，这些变量和值应该替换父状态中同名的变量和值。为清楚起见更新了原文。

引用变量

在运行时，当前状态存储在堆栈中。

每次引用变量时，都会执行向下的堆栈遍历以查找最高覆盖，或者在没有覆盖的情况下，查找默认值。

切换状态

每次切换到单个状态帧时，状态都会被压入堆栈。

每次切换到一个状态时，我都会跟踪树的下降，将我从当前状态带到根状态。然后我执行从目标状态到根状态的树下降，直到我看到当前轨迹与之前的轨迹相匹配。我在这两条轨迹相交的地方声明了一个交叉点。然后，为了切换到目标状态，我从源下降，从堆栈中弹出状态帧，直到到达交点。然后我上升到目标节点并将状态帧压入堆栈。

所以对于上面的代码示例

状态切换的执行轨迹

• 源状态=录音

• 目标状态 = alsoStreamToRemoteIp

• descension from source = recording->root (trace = [root])

• descension from target = alsoStreamToRemoteIp->playback->root (trace = [playback, root])

• 相交于根。

要从录制切换到alsoStreamToRemoteIp，

1. 从堆栈中弹出“录音”(并调用它的退出函数……这里没有定义)。
2. 将“playback”压入堆栈(并调用 enter 函数)。
3. 将“alsoStreamToRemoteIp”压入堆栈(并调用 enter 函数)。

Answer 1

两件事:

1:在大多数情况下，只需将程序的状态表示为模型，并直接或通过 MVC 模式与其交互。

2:如果你真的需要一个有限状态机，即你想随机对你的模型做一堆 Action ，在特定的时间只允许其中的一些 Action 。然后....

仍然将程序的状态保存在一个模型(或多个模型，具体取决于分解和复杂性)中并表示状态和转换。

class State:
   def __init__(self):
      self.neighbors = {}

neighbors 包含{Action: State} 的字典，这样你就可以做类似的事情

someAction.execute() # Actions manipulate the model (use classes or lambdas)
currentState = currentState.neighbors[someAction]

或者更酷的是，有一个无限循环从邻居中随机选择一个 Action ，执行它，并无限期地移动状态。这是测试程序的好方法。