前言

　　就單片機(jī)而言，程序可以分為兩類：帶操作系統(tǒng)的程序和前后臺程序；前后臺程序從架構(gòu)上又分為順序機(jī)和狀態(tài)機(jī)。

　　廣義地說， 任何一個程序都是一個狀態(tài)機(jī)， 因為它總是要記住一些狀態(tài)， 然后根據(jù)輸入進(jìn)行輸出。 狹義上說，狀態(tài)機(jī)不是指隨隨便便的一個程序， 而是指某一類程序， 也就是狀態(tài)機(jī)編程程序。

FSM

　　簡單講就是將行為分為一個一個的狀態(tài)，狀態(tài)與狀態(tài)之間的過渡通過事件的觸發(fā)來形成。比如士兵的行為有“巡邏”，“追擊敵人”，“攻擊敵人”，“逃跑”等行為，響應(yīng)的事件就有“發(fā)現(xiàn)敵人”，“追到敵人”，“敵人逃跑”，“敵人死亡”，“自己血量不足”等。那么可以寫成這樣一個狀態(tài)機(jī)：

　　1.士兵 “巡邏”，如果 “發(fā)現(xiàn)敵人”，那么，“追擊敵人”

　　2.士兵 “追擊敵人”， 如果 “追到敵人”， 那么，“攻擊敵人”

　　3.士兵 “追擊敵人”， 如果 “敵人死亡”， 那么，繼續(xù) “巡邏”

　　4.士兵 “攻擊敵人”， 如果 “敵人死亡”， 那么，繼續(xù) “巡邏”

　　5.士兵 “攻擊敵人”， 如果 “血量不足”， 那么，“逃跑”

　　其中，士兵就是這個FSM的執(zhí)行者，紅色的就是狀態(tài)，藍(lán)色的就是事件，整個狀態(tài)機(jī)的行為可以總結(jié)為：當(dāng)前狀態(tài)=>是否滿足條件1，如果是，則跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)狀態(tài)，否則=>是否滿足條件2，如果是，則跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)狀態(tài)。

　　由此可看出，狀態(tài)機(jī)是一種“事件觸發(fā)型”行為，就是只有事件的觸發(fā)才會發(fā)生引起狀態(tài)的變化。

HSM

　　簡單來說，就是FSM當(dāng)狀態(tài)太多的時候，不好維護(hù)，于是將狀態(tài)分類，抽離出來，將同類型的狀態(tài)做為一個狀態(tài)機(jī)，然后再做一個大的狀態(tài)機(jī)，來維護(hù)這些子狀態(tài)機(jī)。

　　舉個決策小狗行為的例子：我們對小狗定義了有很多行為，比如跑，吃飯，睡覺，咆哮，撒嬌，搖尾巴等等，如果每個行為都是一個狀態(tài)，用常規(guī)狀態(tài)機(jī)的話，我們就需要在這些狀態(tài)間定義跳轉(zhuǎn)，比如在“跑”的狀態(tài)下，如果累了，那就跳轉(zhuǎn)到“睡覺”狀態(tài)，再如，在“撒嬌”的狀態(tài)下，如果感到有威脅，那就跳轉(zhuǎn)到“咆哮”的狀態(tài)等等，我們會考量每一個狀態(tài)間的關(guān)系，定義所有的跳轉(zhuǎn)鏈接，建立這樣一個狀態(tài)機(jī)。如果用層次化的狀態(tài)機(jī)的話，我們就先會把這些行為“分類”，把幾個小狀態(tài)歸并到一個狀態(tài)里，然后再定義高層狀態(tài)和高層狀態(tài)中內(nèi)部小狀態(tài)的跳轉(zhuǎn)鏈接。

　　其實層次化狀態(tài)機(jī)從某種程度上，就是限制了狀態(tài)機(jī)的跳轉(zhuǎn)，而且狀態(tài)內(nèi)的狀態(tài)是不需要關(guān)心外部狀態(tài)的跳轉(zhuǎn)的，這樣也做到了無關(guān)狀態(tài)間的隔離，比如對于小狗來說，我們可以把小狗的狀態(tài)先定義為疲勞，開心，憤怒，然后這些狀態(tài)里再定義小狀態(tài)，比如在開心的狀態(tài)中，有撒橋，搖尾巴等小狀態(tài)，這樣我們在外部只需要關(guān)心三個狀態(tài)的跳轉(zhuǎn)（疲勞，開心，憤怒），在每個狀態(tài)的內(nèi)部只需要關(guān)心自己的小狀態(tài)的跳轉(zhuǎn)就可以了。這樣就大大的降低了狀態(tài)機(jī)的復(fù)雜度，另外，如果覺得兩層的狀態(tài)機(jī)還是狀態(tài)太多的話，可以定義更多的狀態(tài)層次以降低跳轉(zhuǎn)鏈接數(shù)。

　　QP就是一個面向MCU，面向并發(fā)的層次式狀態(tài)機(jī)模型。有人稱量子平臺QP（Quantum Programming）叫作量子編程（Quantum Programming），也叫狀態(tài)機(jī)編程。

參考文獻(xiàn)

http://www.cnblogs.com/jeason1997/p/5140201.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的有限状态机FSM和层次状态机HSM的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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