用C語言實現有限狀態機--讀《C專家程式設計》

        有限狀態機(finite state machine)是一個數學概念，如果把它運用於程式中，可以發揮很大的作用。它是一種協議，用於有限數量的子程式("狀態")的發展變化。每個子程式進行一些處理並選擇下一種狀態(通常取決於下一段輸入)。

有限狀態機(FSM)可以用作程式的控制結構。FSM對於那些基於輸入的在幾個不同的可選動作中進行迴圈的程式尤其合適。投幣售貨機就是FSM的一個好例子。另外一個你可以想到的複雜的例子就是你正在用的東西，想到了嗎？沒錯，就是作業系統。在投幣售貨機的例子中，輸入是硬幣，輸出是待售商品，售貨機有"接受硬幣"，"選擇商品"，"傳送商品"和"找零錢"等幾種狀態。

它的基本思路是用一張表儲存所有可能的狀態，並列出進入每個狀態時可能執行的所有動作，其中最後一個動作就是計算(通常在當前狀態和下一次輸入字元的基礎上，另外再經過一次表查詢)下一個應該進入的狀態。你從一個"初始狀態"開始。在這一過程中，翻譯表可能告訴你進入了一個錯誤狀態，直到到達結束狀態。

在C語言中，有好幾種方法可以用來表達FSM，但它們絕大多數都是基於函式指標陣列。一個函式指標陣列可以像下面這樣宣告：

void (*state[MAX_STATES]) ();

如果知道了函式名，就可以像下面這樣對陣列進行初始化。

extern int a(),b(),c(),d();

int (*state[]) ()={a,b,c,c};

可以通過陣列中的指標來呼叫函式：

(*state[i]) ();

所有函式必須接受同樣的引數，並返回同種型別的返回值(除非你把陣列元素做成一個聯合)。函式指標是很有趣的。注意，我們可以去掉指標形式，把上面的呼叫寫成：

state[i] ();

甚至

(******state[i]) ();

這是一個在ANSI C中流行的不良方法：呼叫函式和通過指標呼叫函式(或任意層次的指標間接引用)可以使用同一種語法。

如果你想幹得漂亮一點，可以讓狀態函式返回一個指向通用後續函式的指標，並把它轉換為適當的型別。這樣，就不需要全域性變數了。如果你不想搞得太花哨，可以使用一個switch語句作為一種簡樸的狀態機，方法是賦值給控制變數並把switch語句放在迴圈內部。關於FSM還有最後一點需要說明：如果你的狀態函式看上去需要多個不同的引數，可以考慮使用一個引數計數器和一個字串指標陣列，就像main函式的引數一樣。我們熟悉的int argc,char *argv[]機制是非常普遍的，可以成功地應用在你所定義的函式中。