看看小时候玩的5块钱那种最简单的电子表。只有2个按钮就能操作(暂且称为按钮A和按钮B)。
现给出一个完整的功能文字描述:
在显示时间时按A,屏幕显示变成日期
在显示日期时按A,屏幕显示变成秒钟
在显示秒钟时按A,屏幕显示变成时间
在显示秒钟时按B,秒钟归0
在显示时间时按B,屏幕 时间、日期交替显示。
在时间、日期交替显示时按B,屏幕“时”闪烁
在“时”闪烁时按B,屏幕“时”加1,超过23回0
在“时”闪烁时按A,屏幕“分”闪烁
在“分”闪烁时按B,屏幕“分”加1,超过59回0
在“分”闪烁时按A,屏幕“月”闪烁
在“月”闪烁时按B,屏幕“月”加1,超过12回0
在“月”闪烁时按A,屏幕“日”闪烁
在“日”闪烁时按B,屏幕“日”加1,超过31回0
在“日”闪烁时按A,屏幕回到时间显示
如果按照新手的思路,尝试去画流程图,很快就会陷入一头雾水:你会发现实现这个功能的程序根本就没有“确定的流程”。因为程序实际流程是根据人的操作而变化的。程序运行到什么地方,完全取决于两个键的次序,有无数种次序组合,根本不可能画出流程图来。
但是我们会发现,这个电子表功能的“语言描述”在语法上似乎有某种规律,就是:
当系统处于某状态(S1)时,如果发生了什么事情(E),就执行某功能(F),然后系统变成新状态(S2)
只要能用上面这句话描述的系统,都可以用一种状态跳转机制很方便的实现
,并且一句话其实就是一个if(...),无论有多少多复杂的功能,只要能用上面这句话描述,都可以通过状态机编程实现。
我们将它们抽象。整个系统中有2个事件分别是:A按下,B按下
A按下(可以是中断)时执行:
{
if(Status==TIME) //当显示时间时按下A键
{
Status=DATE //变成显示日期
}
if(Status==DATE) //当显示日期时按下A键
{
Status=SEC //变成显示秒钟
}
if(Status==SEC) //当显示秒钟时按下A键
{
Status=TIME //变成显示时间
}
if(Status==SET_HOUR) //当设置“小时”时按下A键
{
Status=SET_MINUT //变成设置“分钟”
}
if(Status==SET_MINUT) //当设置“分钟”时按下A键
{
Status=SET_MONTH //变成设置“月”
}
.....
.....
}
B按下(可以是中断)时执行:
{
if(Status==SEC) //当显示秒钟时按下B键
{
Secound=0 //秒归0
}
if(Status==TIME) //当显示时间时按下B键
{
Status=TIMEDATE //变成时间日期交替显示
}
if(Status==TIMEDATE) //当日期交替显示时按下B键
{
Status=SET_HOUR //变成设置“时”(时闪烁)
}
if(Status==SET_HOUR) //当设置“时”时按下B键
{
Status=Hour++ //时加1
if(Hour>23) Hour="0";
}
.....
.....
}
和语言描述完全一致,很快就能写完程序。这就是最简单的状态机思想。
当然,上述一大堆if可以用switch case来实现
实际中,大量的并发过程都可以表述为状态跳转关系,从而将CPU从过程中解放出来,只需处理状态关系,因为真正需要CPU的是状态变化的时刻,而不是过程中大量的等待,这样大量的并发过程都可以并行处理。