QP实时嵌入式框架之QM

引言

关于软件开发中的重要事项，已经有很多文献探讨过了。其中之一就是从高级模型（例如状态机）中进行自动代码生成。在之前的文章中，我们提到了QM是一个用于自动生成代码的工具，但这样生成的代码真的好用吗？

你是否曾经使用过或者编写过这种代码生成脚本？如果生成的代码并不好用，只能作为参考，那么这样的自动生成代码又有些鸡肋了吧？

本文本想讨论这个问题，但在此之前，我们有必要先了解一下QM这个软件是如何进行代码自动生成的，它的原理是什么，以及它的实用性如何。

QM是什么？

QM（QP Modeler）是一款免费软件，它是一款基于模型设计（MBD）和自动代码生成的工具。它用于基于分层状态机（UML状态图）和事件驱动的QP实时嵌入式软件框架（RTEF），同时QM可在Windows、Linux和MacOS主机上使用。

它有什么作用？

QM作为一个基于模型的设计工具，主要有以下目标：

• 将软件分解为由事件驱动组件（称为活动对象）组成的模块。
• 以图形方式设计与这些活动对象相关联的分层状态机。
• 自动生成高质量的代码，其设计完全可以追溯到你的模型。

QM从根本上说是一个面向对象的工具，与目标编程语言无关。面向对象意味着QM模型由类组成，并且只有类才能拥有与其相关联的状态机。

QM的外观如何？

QM是一个跨平台的桌面应用程序，下面展示了QM中进行的典型活动的截图：

• 在 QM 中使用分层状态机

• 在 QM 中生成代码

• 设计一个子机器来捕获 QM 中的常见行为

• 自定义 QM 用户界面（深色主题）

QM有什么特别之处？

QM的主要设计目标是简单和最大限度地减少与工具斗争的需要，下面描述的几种方式实现了这一点。

简单

与当今市场上的大多数其他高级建模工具相比，QM更简单、以代码为中心且级别相对较低(不是贬义的)。

这意味着QM明确地将设计直接映射到C或C++代码，状态机执行的所有动作都直接用 C 或 C++ 输入到模型中；没有“平台无关模型”（PIM）、“平台特定模型”（PSM）、复杂的“模型转换”或“动作语言”。

内置 QP 框架

与大多数其他能够生成代码的工具一样，QM创建的模型基于事件驱动的实时嵌入式框架，这样的框架提供了明确定义的“框架扩展点”，旨在将框架定制到应用程序中，从而为生成代码提供明确定义的规则。

然而，QM的大部分简单性在于：它带有内置的 QP 框架系列，而不是支持开放式的框架和编程语言，另一个简化方面是 QM 是一种严格的前向工程工具(不应编辑生成的代码)，不尝试支持往返工程。

捕捉物理设计

QM是市场上独特的基于模型的设计工具，可以将代码的物理设计作为模型的一个组成部分，即将代码划分为目录和文件，例如头文件 (.h) 和实现文件（.c 或 .cpp 文件）。

这种独特的方法可以使我们灵活控制源代码结构，减少了对生成的代码进行手动更改，此外，QM提供了在模型和生成的代码之间快速来回切换的机制，以便任何更改都可以方便地直接应用于模型而不是代码。

不再是“与工具作斗争”

QM的主要设计目标是尽可能地尊重设计决策，不仅在生成代码的物理设计方面，而且在安排状态和路由转换的确切细节方面。

比如当我们花了很多时间安排状态和路由转换之后，如果突然改变图表排列的工具或者有新的变更需求，那么肯定会有很多麻烦的事情。

在QM中绘制分层状态图需要考虑很多，且具有创新性，例如，QM 不使用“伪状态”，比如初始伪状态或选择点；相反，QM 分别使用更高级别的初始转换和选择段原语；这极大地简化了状态图，我们不需要单独定位伪状态然后连接它们。

此外，QM 为内部转换引入了新的表示法，它允许实际绘制内部转换（在标准 UML 表示法中，内部转换只是状态体中的文本）。这种表示法能够将内部转换或者常规状态转换附加到单个选择点，弥补了标准UML的缺陷。

后记

自动生成代码工具很多，大家可以自行了解，当然QP中QM的使用也就很关键了，本文先介绍一下其表，在下一篇中将回到深层次一点的问题，欢迎持续关注。

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