看看小時候玩的5塊錢那種最簡單的電子表。只有2個按鈕就能操作(暫且稱為按鈕A和按鈕B)。
現給出一個完整的功能文字描述:
在顯示時間時按A,屏幕顯示變成日期
在顯示日期時按A,屏幕顯示變成秒鐘
在顯示秒鐘時按A,屏幕顯示變成時間
在顯示秒鐘時按B,秒鐘歸0
在顯示時間時按B,屏幕 時間、日期交替顯示。
在時間、日期交替顯示時按B,屏幕“時”閃爍
在“時”閃爍時按B,屏幕“時”加1,超過23回0
在“時”閃爍時按A,屏幕“分”閃爍
在“分”閃爍時按B,屏幕“分”加1,超過59回0
在“分”閃爍時按A,屏幕“月”閃爍
在“月”閃爍時按B,屏幕“月”加1,超過12回0
在“月”閃爍時按A,屏幕“日”閃爍
在“日”閃爍時按B,屏幕“日”加1,超過31回0
在“日”閃爍時按A,屏幕回到時間顯示
如果按照新手的思路,嘗試去畫流程圖,很快就會陷入一頭霧水:你會發現實現這個功能的程序根本就沒有“確定的流程”。因為程序實際流程是根據人的操作而變化的。程序運行到什么地方,完全取決于兩個鍵的次序,有無數種次序組合,根本不可能畫出流程圖來。
但是我們會發現,這個電子表功能的“語言描述”在語法上似乎有某種規律,就是:
當系統處于某狀態(S1)時,如果發生了什么事情(E),就執行某功能(F),然后系統變成新狀態(S2)
只要能用上面這句話描述的系統,都可以用一種狀態跳轉機制很方便的實現
,并且一句話其實就是一個if(...),無論有多少多復雜的功能,只要能用上面這句話描述,都可以通過狀態機編程實現。
我們將它們抽象。整個系統中有2個事件分別是:A按下,B按下
A按下(可以是中斷)時執行:
{
if(Status==TIME) //當顯示時間時按下A鍵
{
Status=DATE //變成顯示日期
}
if(Status==DATE) //當顯示日期時按下A鍵
{
Status=SEC //變成顯示秒鐘
}
if(Status==SEC) //當顯示秒鐘時按下A鍵
{
Status=TIME //變成顯示時間
}
if(Status==SET_HOUR) //當設置“小時”時按下A鍵
{
Status=SET_MINUT //變成設置“分鐘”
}
if(Status==SET_MINUT) //當設置“分鐘”時按下A鍵
{
Status=SET_MONTH //變成設置“月”
}
.....
.....
}
B按下(可以是中斷)時執行:
{
if(Status==SEC) //當顯示秒鐘時按下B鍵
{
Secound=0 //秒歸0
}
if(Status==TIME) //當顯示時間時按下B鍵
{
Status=TIMEDATE //變成時間日期交替顯示
}
if(Status==TIMEDATE) //當日期交替顯示時按下B鍵
{
Status=SET_HOUR //變成設置“時”(時閃爍)
}
if(Status==SET_HOUR) //當設置“時”時按下B鍵
{
Status=Hour++ //時加1
if(Hour>23) Hour="0";
}
.....
.....
}
和語言描述完全一致,很快就能寫完程序。這就是最簡單的狀態機思想。
當然,上述一大堆if可以用switch case來實現
實際中,大量的并發過程都可以表述為狀態跳轉關系,從而將CPU從過程中解放出來,只需處理狀態關系,因為真正需要CPU的是狀態變化的時刻,而不是過程中大量的等待,這樣大量的并發過程都可以并行處理。