大家晚上好，今天給大家分享一個篇關(guān)于狀態(tài)機(jī)的學(xué)習(xí)。為啥突然會寫這個話題，因為今天要看文章和視頻學(xué)習(xí)的時候，突然看到了“狀態(tài)機(jī)”三個字，也突然讓我想起了，在剛?cè)肼氁患夜镜臅r候，看產(chǎn)品的源代碼畫出整個軟件框架流程圖來，現(xiàn)在我還清晰的記得當(dāng)時公司產(chǎn)品里面就有用到這個狀態(tài)機(jī)的用法，但是當(dāng)時我剛接觸到這個東西，看了老半天那個源碼嗎，沒看懂，因為那時候第一次看那么大的工程量代碼，說實話腦袋有點暈暈的，不是很習(xí)慣。所以今天的文章只是帶大家入門和了解一下狀態(tài)機(jī)，等你真正在工作當(dāng)中有遇到這個狀態(tài)機(jī)作為開發(fā)需要的話，你再去深入研究。

一、什么是狀態(tài)機(jī)？

1、有限狀態(tài)機(jī)：

常說的狀態(tài)機(jī)是有限狀態(tài)機(jī)FSM（Finite State Machine）。FSM指的是有有限個狀態(tài)（一般是一個狀態(tài)變量的值），這個機(jī)器同時能夠從外部接收信號和信息輸入，機(jī)器在接收到外部輸入的信號后會綜合考慮當(dāng)前自己的狀態(tài)和用戶輸入的信息，然后機(jī)器做出動作：跳轉(zhuǎn)到另一個狀態(tài)。

舉個實際生活例子來理解一下，比如我們平時燒開水喝，在你沒燒之前，水的狀態(tài)是液態(tài)的，但是當(dāng)你把外界溫度一升高，水達(dá)到它的沸點之后，就會形成水蒸氣；當(dāng)你把外界溫度降下來，水蒸氣就有會變成液態(tài)的水了。這里是外界條件是溫度，溫度的變化會引起水的狀態(tài)的變化。這個例子可以和我們的狀態(tài)機(jī)來做一個簡單的思想對比。

2、考慮狀態(tài)機(jī)的關(guān)鍵點：

從剛才的定義來看，我們只要抓住狀態(tài)機(jī)的關(guān)鍵點來理解就行：

1、外部輸入

2、當(dāng)前狀態(tài)

3、下一個狀態(tài)

二、兩種狀態(tài)機(jī)類型：

（1）Moore型狀態(tài)機(jī)特點是：輸出只與當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)（與輸入信號無關(guān)）。相對簡單，考慮狀態(tài)機(jī)的下一個狀態(tài)時只需要考慮它的當(dāng)前狀態(tài)就行了。

（2）Mealy型狀態(tài)機(jī)的特點是：輸出不只和當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)，還與輸入信號有關(guān)。狀態(tài)機(jī)接收到一個輸入信號需要跳轉(zhuǎn)到下一個狀態(tài)時，狀態(tài)機(jī)綜合考慮2個條件（當(dāng)前狀態(tài)、輸入值）后才決定跳轉(zhuǎn)到哪個狀態(tài)。

三、狀態(tài)機(jī)的常見用途：

（1）電路設(shè)計中廣泛使用了狀態(tài)機(jī)思想。

（2）FPGA程序設(shè)計。

（3）軟件設(shè)計（框架類型的設(shè)計，譬如操作系統(tǒng)的GUI系統(tǒng)、消息機(jī)制）。

四、狀態(tài)機(jī)解決了什么問題：

（1）我們平時寫程序都是順序執(zhí)行的，這種程序有個特點：程序的大體執(zhí)行流程是既定的，程序的執(zhí)行是遵照一定的大的方向有跡可尋的。

（2）但是偶爾會碰到這樣的程序：外部不一定會按照既定流程來給程序輸入信息，而程序還需要完全能夠接收并響應(yīng)外部的這些輸入信號，還要能做出符合邏輯的輸出。

五、實戰(zhàn)例子：

開鎖狀態(tài)機(jī)。功能描述：用戶連續(xù)輸入正確的密碼則會開鎖，如果密碼輸入過程錯誤則鎖會退回到初始狀態(tài)重新計入密碼，即：用戶只需要連續(xù)輸入出正確的密碼即可開鎖（輸入錯誤不用撤銷、也不用刪除）。

＃include ＜stdio．h＞

／／ 給狀態(tài)機(jī)定義狀態(tài)集

typedef enum

｛

STATE1，

STATE2，

STATE3，

STATE4，

STATE5，

STATE6，

STATE7，

｝STATE；

int main（void）

｛

int num ＝ 0；

／／ current＿state記錄狀態(tài)機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)，初始為STATE1，用戶每輸入一個正確的

／／ 密碼STATE就走一步，一直到STATE為STATE7后鎖就開了；其中只要有一次用戶

／／ 輸入對不上就回到STATE1．

STATE current＿state ＝ STATE1； ／／ 狀態(tài)機(jī)初始狀態(tài)為STATE1

／／ 第一步：實現(xiàn)一個用戶循環(huán)輸入密碼的循環(huán)

printf（＂請輸入密碼，密碼正確開鎖．＂）；

while （1）

｛

scanf（＂％d＂， ＆num）；

printf（＂num ＝ ％d．＂， num）；

／／ 在這里處理用戶的本次輸入

switch （current＿state）

｛

case STATE1：

if （num ＝＝ 1）

｛

current＿state ＝ STATE2； ／／ 用戶輸入對了一步，STATE走一步

｝

else

｛

current＿state ＝ STATE1；

｝

break；