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前言

功能業(yè)務代碼寫多了，回看代碼會發(fā)現(xiàn)用if-else if-else用的越來越多，因為有很多場景需要區(qū)分，不同場景下的功能不一樣，因此需要通過if做判斷，場景一旦多了起來起來，用if-else if-else就會越來越多。

這里的if-else if-else通常是用來區(qū)分不同場景下的功能實現(xiàn)，和上篇提到的表驅(qū)動編程還不太一樣。

為了避免這種情況，本編介紹一種開發(fā)方法--狀態(tài)機編程。

為什么需要狀態(tài)機編程？相信很多人在實現(xiàn)if判斷的時候，偶爾會出現(xiàn)不小心漏掉或者寫錯一些觸發(fā)條件，導致功能出現(xiàn)異常的問題，特別是一些復雜的邏輯條件，一大堆的&&/||/()等眼花繚亂的復雜邏輯，寫完之后恐怕自己都得檢查好一會，擔心是不是哪個條件不能正常觸發(fā)。狀態(tài)機通常采用switch-case實現(xiàn)。

那么狀態(tài)機的引入解決了哪些問題呢？

當程序有多個狀態(tài)時，規(guī)范了程序的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，避免了一些引入一些復雜的判斷邏輯。

規(guī)范了程序在不同狀態(tài)下的實現(xiàn)和所能提供的能力。

在能力上可以進行橫向擴展，提供新的狀態(tài)來完善現(xiàn)有邏輯

邏輯清楚，實現(xiàn)過程會多考慮一些情況，方便定位問題所在

介紹

什么是狀態(tài)機？

狀態(tài)機是有限狀態(tài)自動機（FSM）的簡稱，是現(xiàn)實事物運行規(guī)則抽象而成的一個數(shù)學模型。

簡單理解就是：現(xiàn)實事物是有不同狀態(tài)的，比如燈，就有“亮”和“滅”兩種狀態(tài)，再復雜抽象一點，增加一個“損壞”狀態(tài)，那這屬于異常情況了。

概念

現(xiàn)態(tài)：當前所處的狀態(tài)，一個狀態(tài)機至少要包含兩個狀態(tài)，某一時刻只能是一種狀態(tài)，比如剛才說到的燈，就有“亮”和“滅”兩種狀態(tài)
條件：又稱事件，執(zhí)行某個操作的觸發(fā)條件或者口令，比如燈通過開關控制，操作開關就是一個事件
動作：事件發(fā)生以后要執(zhí)行動作，比如開關按下開關，燈亮，松開則滅
次態(tài)：條件滿足后要遷往的新狀態(tài)，比如開關按下后燈從當前滅的狀態(tài)變?yōu)榱恋臓顟B(tài)

用過"RTOS"的朋友應該也知道任務的幾種狀態(tài)，任務的四種狀態(tài)分別是：就緒態(tài)、運行態(tài)、阻塞態(tài)、掛起態(tài)，不會同時出現(xiàn)兩種及兩種以上的狀態(tài)存在，OS 根據(jù)當前的狀態(tài)，和任務優(yōu)先級、滴答時鐘、主動睡眠等條件進行任務的狀態(tài)切換。

狀態(tài)機的動作類型

進入動作：在進入狀態(tài)時進行
退出動作：在退出狀態(tài)時進行
輸入動作：依賴于當前狀態(tài) 和輸入條件進行
轉(zhuǎn)移動作：在進行特定轉(zhuǎn)移時進行

實現(xiàn)

首先，看一個簡單的例子，在不同場景下實現(xiàn)控制電機的功能：設備開機啟動三次電機、開關按下一次啟動一次、關機啟動三次電機。采用非狀態(tài)機的寫法，通過各種標志位去判斷設備是否需要控制電機，什么條件下退出等。

只是簡單的實現(xiàn)一下，可能其中也有一些狀態(tài)機的思想吧（畢竟狀態(tài)機編程思想已經(jīng)在腦海里，不可避免吧），不過我還是盡量還原我初次編程期間的實現(xiàn)這個功能的邏輯思想吧，勿怪。

/* 控制電機函數(shù) */ void MotorCtrlTask(void) { if (ctrlCnt)
 {
 MotorCtrl(ON);
 delay(1);
 MotorCtrl(OFF);
 } else {
 MotorCtrl(OFF);
 }
} int isPowerOn = true; int isPowerOff = false; int ctrlCnt = 0; void main(void) { while (1)
 { if (isPowerOn)
 {
 isPowerOn = false;
 ctrlCnt = 3;
 } if (keyPress)
 {
 keyPress = false;
 ctrlCnt = 1;
 } if (...) // 關機條件 { if (ctrlCnt == 0 && !isPowerOff && !isPowerOn)
 {
 isPowerOff = true;
 ctrlCnt = 3;
 }
 }

 MotorCtrlTask(); if (ctrlCnt > 0)
 ctrlCnt--; else { if (ctrlCnt == 0 && isPowerOff && !isPowerOn)
 { return;
 }
 }
 }
}

通過采用狀態(tài)機編程的方式，首先考慮的就是有三種狀態(tài)：開機、關機和工作狀態(tài)，先理清楚三種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換的條件和當前狀態(tài)需要執(zhí)行的相關功能，然而在實現(xiàn)過程中就會意識到還需要增加一種過渡狀態(tài)：關機準備中（關機過程中需要執(zhí)行的一系列操作）。

只有邏輯清晰了，才會下意識的察覺少了一些東西了，特別是一些臨界處理等。

int sysState = POWER_OFF; // 默認關機狀態(tài) int ctrlCnt = 0; /* 控制電機函數(shù) */ void MotorCtrlTask(void) { if (ctrlCnt)
 {
 MotorCtrl(ON);
 delay(1);
 MotorCtrl(OFF);
 } else {
 MotorCtrl(OFF);
 }
} void main(void) { while (1)
 { switch (sysState)
 { case POWER_OFF: // 關機狀態(tài) sysState = POWER_ON; // 自動切換成開機狀態(tài) ctrlCnt = 3; break; case POWER_ON: // 開機過程狀態(tài) ... // 開機過程中的其他功能 if (ctrlCnt == 0) // 控制結束自動切換工作狀態(tài) {
 sysState = WORKING; break;
 } break; case WORKING: // 工作狀態(tài) if (...) // 關機條件 {
 sysState = POWER_OFF_READY;
 ctrlCnt = 3; break;
 } if (keyPress)
 {
 keyPress = false;
 ctrlCnt = 1;
 } break; case POWER_OFF_READY: // 關機準備中 ... // 關機準備中的其他功能 if (ctrlCnt == 0) // 控制結束自動退出 {
 sysState = POWER_OFF; return; // 退出程序 } break; default: break;
 }

 MotorCtrlTask(); if (ctrlCnt > 0)
 ctrlCnt--;
 }
}