良许Linux教程网 干货合集 QP状态机的优势以及QM的使用

QP状态机的优势以及QM的使用

本文主要着重于讲解如何使用QM来绘制状态机图,现代分层状态机(HSMs)的一些优势,以及如何通过状态机生成状态机代码。

QM能够用于任何图类型的通用操作,例如打开,关闭,滚动,平移和缩放图,这里需要我们熟悉QM软件,来完成适用于状态图的特定操作。

QM软件以及HSM的优势

QM是一个免费软件,是基于模型的设计(MBD)和自动代码生成工具,用于基于分层状态机(UML状态图)和事件驱动的实时嵌入式软件以及实时嵌入式框架(RTEF)。

QM为现代分层状态机(HSMs)(UML状态图)提供了一个完美的平台,也是构造事件驱动系统最有效、最优雅的技术,可以说QM是专门为简化(HSMs)绘制以及高效的从中生成具有生产质量的代码而专门设计的。

(HSMs)与经典有限状态机(FSM)相比,最重要的优势就是分层状态嵌套,这样避免了重复,这在传统的有限状态机FSM中是不可避免的,也是FSM中状态转换繁琐的主要原因。状态嵌套的意思其实就是允许子状态仅定义行为与超状态的差异,从而促进状态共享和状态与事件的复用。

状态机基类

在QM中,状态机只能与作为QP Framework基类QHsm的直接或间接子类的类相关联,如以下类图的顶部所示。

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QHsm基类提供基本接口init()dispatch(),分别用于初始化状态机和向其分配事件,QM用于生成代码的状态机实现策略与QHsm基类及其子类(例如QActive,QMsm和QMActive)中状态机接口的特定实现息息相关。

QM支持类和继承,这与目标编程语言(当前可以是C或C ++)无关,用C语言进行简单的面向对象编程这本书描述了QP/C和QP-nano框架以及QM代码生成器是如何在可移植ANSI C中实现类和继承的。

QHsm样式状态机

上面类图中的QHsm和QActive类实现了QHsm/QActive-Style实现策略,该策略最初是为HSM的手动编码而设计的,但现在也可以用于从QM中自动生成代码。

下图显示了如何在类属性表中选择state-machine/active-object的超类属性,以便它使用QHsm/QActive-Style状态机实现策略。

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QHsm样式的状态机代码具有很高的可读性和可维护性,但是它需要在运行时注意退出/进入/初始动作的序列,而不是代码生成的时间。

注意:除了在类属性表中更改超类属性外,还需要在状态机类的构造函数中调用正确的超类构造函数。对于QActive的直接子类,则需要调用QActive_ctor()(对于QP/C和QP-nano框架)和QActive::QActive()(对于QP/C ++框架)。

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当然如果想要自己写代码并且维护整个状态机,可以考虑使用QHsm/QActive风格的状态机,但这与QP的理念就有些冲突了,哈哈。

QMsm/QMActive样式状态机

上面的类图中的QMsm和QMActive类重新实现了状态机接口,从而提供了替代的QMsm/QMActive-Style实现策略,该策略比QHsm-sylte策略更有效,但需要QM工具作为高级状态机编译器的协助,以在代码生成时生成完整的过渡序列。生成的代码仍是高度可读的,但不适合手动编码或维护。

下图显示了如何在类属性中选择QMsm/QMActive类的超类属性,以便它使用QMsm/QMActive-Sytle状态机实现策略:

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实验表明,QMsm/QMActive风格的状态机的速度大约是QHsm风格的状态机的两倍,此外,与QHsm/QActive风格的状态机相比,QMsm/QMActive风格的状态机在较小的事件处理器中需要更少的运行时支持,并且对dispatch()操作使用的堆栈空间大约少70%。

注意:除了在类属性表中更改超类属性外,还需要在状态机类的构造函数中调用正确的超类的构造函数,对于QMActive的直接子类,需要调用QMActive_ctor()(对于QP/C和QP-nano框架)和QMActive::QMActive()(对于QP/C ++框架)。

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一般情况,建议使用QMsm/QMActive风格的状态机,而不是上述的较旧的QHsm/QActive风格的状态机。当然如果想要自己写代码并且维护整个状态机,可以考虑使用QHsm/QActive风格的状态机,但这与QP的理念就有些冲突了。

遗憾的是QMsm/QMActive样式的实现策略需要商业许可证证书才能生成代码。

状态机工具箱

状态机工具有哪些?

当状态机图处于活动状态时,状态机工具箱将显示这些特定的工具,用于向活动状态机添加新形状。

注意:仅当状态图是活动的MDI窗口且模型已解锁时,才启用状态图工具箱。如果工具箱不可见,则需要在View->Draw Toolbar菜单中显示,这些操作包括以下几个部分:

  • 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

举例-使用状态图

举个例子,如何添加状态图,在Model Explorer中右键单击要向其添加状态机的类,然后从弹出菜单中选择Add State Machine

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最后

QM软件的熟悉使用很重要,有时候理解QP这个框架与QM也是相关的,或者说是相辅相成的,只有动手才能渐渐理解。

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良许

作者: 良许

良许,世界500强企业Linux开发工程师,公众号【良许Linux】的作者,全网拥有超30W粉丝。个人标签:创业者,CSDN学院讲师,副业达人,流量玩家,摄影爱好者。
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