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來源：技術(shù)讓夢(mèng)想更偉大

作者：李肖遙

本文主要著重于講解如何使用QM來繪制狀態(tài)機(jī)圖，現(xiàn)代分層狀態(tài)機(jī)（HSMs）的一些優(yōu)勢(shì)，以及如何通過狀態(tài)機(jī)生成狀態(tài)機(jī)代碼。

QM能夠用于任何圖類型的通用操作，例如打開，關(guān)閉，滾動(dòng)，平移和縮放圖，這里需要我們熟悉QM軟件，來完成適用于狀態(tài)圖的特定操作。

QM軟件以及HSM的優(yōu)勢(shì)

QM是一個(gè)免費(fèi)軟件，是基于模型的設(shè)計(jì)（MBD）和自動(dòng)代碼生成工具，用于基于分層狀態(tài)機(jī)（UML狀態(tài)圖）和事件驅(qū)動(dòng)的實(shí)時(shí)嵌入式軟件以及實(shí)時(shí)嵌入式框架（RTEF）。

QM為現(xiàn)代分層狀態(tài)機(jī)（HSMs）（UML狀態(tài)圖）提供了一個(gè)完美的平臺(tái)，也是構(gòu)造事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最有效、最優(yōu)雅的技術(shù)，可以說QM是專門為簡(jiǎn)化（HSMs）繪制以及高效的從中生成具有生產(chǎn)質(zhì)量的代碼而專門設(shè)計(jì)的。

（HSMs）與經(jīng)典有限狀態(tài)機(jī)（FSM）相比，最重要的優(yōu)勢(shì)就是分層狀態(tài)嵌套，這樣避免了重復(fù)，這在傳統(tǒng)的有限狀態(tài)機(jī)FSM中是不可避免的，也是FSM中狀態(tài)轉(zhuǎn)換繁瑣的主要原因。狀態(tài)嵌套的意思其實(shí)就是允許子狀態(tài)僅定義行為與超狀態(tài)的差異，從而促進(jìn)狀態(tài)共享和狀態(tài)與事件的復(fù)用。

狀態(tài)機(jī)基類

在QM中，狀態(tài)機(jī)只能與作為QP Framework基類QHsm的直接或間接子類的類相關(guān)聯(lián)，如以下類圖的頂部所示。

QHsm基類提供基本接口init()和dispatch()，分別用于初始化狀態(tài)機(jī)和向其分配事件，QM用于生成代碼的狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)策略與QHsm基類及其子類（例如QActive，QMsm和QMActive）中狀態(tài)機(jī)接口的特定實(shí)現(xiàn)息息相關(guān)。

QM支持類和繼承，這與目標(biāo)編程語(yǔ)言（當(dāng)前可以是C或C ）無關(guān)，用C語(yǔ)言進(jìn)行簡(jiǎn)單的面向?qū)ο缶幊?/code>這本書描述了QP/C和QP-nano框架以及QM代碼生成器是如何在可移植ANSI C中實(shí)現(xiàn)類和繼承的。

QHsm樣式狀態(tài)機(jī)

上面類圖中的QHsm和QActive類實(shí)現(xiàn)了QHsm/QActive-Style實(shí)現(xiàn)策略，該策略最初是為HSM的手動(dòng)編碼而設(shè)計(jì)的，但現(xiàn)在也可以用于從QM中自動(dòng)生成代碼。

下圖顯示了如何在類屬性表中選擇state-machine/active-object的超類屬性，以便它使用QHsm/QActive-Style狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)策略。

QHsm樣式的狀態(tài)機(jī)代碼具有很高的可讀性和可維護(hù)性，但是它需要在運(yùn)行時(shí)注意退出/進(jìn)入/初始動(dòng)作的序列，而不是代碼生成的時(shí)間。

注意：除了在類屬性表中更改超類屬性外，還需要在狀態(tài)機(jī)類的構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用正確的超類構(gòu)造函數(shù)。對(duì)于QActive的直接子類，則需要調(diào)用QActive_ctor()（對(duì)于QP/C和QP-nano框架）和QActive::QActive()（對(duì)于QP/C 框架）。

當(dāng)然如果想要自己寫代碼并且維護(hù)整個(gè)狀態(tài)機(jī)，可以考慮使用QHsm/QActive風(fēng)格的狀態(tài)機(jī)，但這與QP的理念就有些沖突了，哈哈。

QMsm/QMActive樣式狀態(tài)機(jī)

上面的類圖中的QMsm和QMActive類重新實(shí)現(xiàn)了狀態(tài)機(jī)接口，從而提供了替代的QMsm/QMActive-Style實(shí)現(xiàn)策略，該策略比QHsm-sylte策略更有效，但需要QM工具作為高級(jí)狀態(tài)機(jī)編譯器的協(xié)助，以在代碼生成時(shí)生成完整的過渡序列。生成的代碼仍是高度可讀的，但不適合手動(dòng)編碼或維護(hù)。

下圖顯示了如何在類屬性中選擇QMsm/QMActive類的超類屬性，以便它使用QMsm/QMActive-Sytle狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)策略：

實(shí)驗(yàn)表明，QMsm/QMActive風(fēng)格的狀態(tài)機(jī)的速度大約是QHsm風(fēng)格的狀態(tài)機(jī)的兩倍，此外，與QHsm/QActive風(fēng)格的狀態(tài)機(jī)相比，QMsm/QMActive風(fēng)格的狀態(tài)機(jī)在較小的事件處理器中需要更少的運(yùn)行時(shí)支持，并且對(duì)dispatch()操作使用的堆?？臻g大約少70％。

注意：除了在類屬性表中更改超類屬性外，還需要在狀態(tài)機(jī)類的構(gòu)造函數(shù)中調(diào)用正確的超類的構(gòu)造函數(shù)，對(duì)于QMActive的直接子類，需要調(diào)用QMActive_ctor()（對(duì)于QP/C和QP-nano框架）和QMActive::QMActive()（對(duì)于QP/C 框架）。

一般情況，建議使用QMsm/QMActive風(fēng)格的狀態(tài)機(jī)，而不是上述的較舊的QHsm/QActive風(fēng)格的狀態(tài)機(jī)。當(dāng)然如果想要自己寫代碼并且維護(hù)整個(gè)狀態(tài)機(jī)，可以考慮使用QHsm/QActive風(fēng)格的狀態(tài)機(jī)，但這與QP的理念就有些沖突了。

遺憾的是QMsm/QMActive樣式的實(shí)現(xiàn)策略需要商業(yè)許可證證書才能生成代碼。

狀態(tài)機(jī)工具箱

狀態(tài)機(jī)工具有哪些？

當(dāng)狀態(tài)機(jī)圖處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，狀態(tài)機(jī)工具箱將顯示這些特定的工具，用于向活動(dòng)狀態(tài)機(jī)添加新形狀。

注意：僅當(dāng)狀態(tài)圖是活動(dòng)的MDI窗口且模型已解鎖時(shí)，才啟用狀態(tài)圖工具箱。如果工具箱不可見，則需要在View->Draw Toolbar菜單中顯示，這些操作包括以下幾個(gè)部分：

• Add State

• Add Transition

• Add Choice Segment

• Add Initial Transition

• Add Transition to History

• Add Submachine Diagram

• Add Entry-Point Segment

• Add eXit-Point

• Add Submachine State

• Add eXit-Point Segment

舉例-使用狀態(tài)圖

舉個(gè)例子，如何添加狀態(tài)圖，在Model Explorer中右鍵單擊要向其添加狀態(tài)機(jī)的類，然后從彈出菜單中選擇Add State Machine。

最后

QM軟件的熟悉使用很重要，有時(shí)候理解QP這個(gè)框架與QM也是相關(guān)的，或者說是相輔相成的，只有動(dòng)手才能漸漸理解。

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