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狀態(tài)是人或事物表現(xiàn)出來的形態(tài)。是指現(xiàn)實（或虛擬）事物處于生成、生存、發(fā)展、消亡時期或各轉(zhuǎn)化臨界點時的形態(tài)或事物態(tài)勢。

通過上面那句話，我們知道了狀態(tài)就是一個對象在不同情況下對應的各種形態(tài)

做產(chǎn)品的時候，如果我們?nèi)绻獙@個對象所有的形態(tài)進行描述，在一些對象復雜的邏輯狀態(tài)下，比較復雜的邏輯問題，普通的流程圖，或時序圖對于對象和狀態(tài)的解讀缺乏直觀的描述。

這個時候就需要狀態(tài)機來對對象的各個形態(tài)進行描述，將對象的全部工作方式，分成幾個場景，這些場景的工作方式不同，然后將這些場景通過數(shù)學模型表示出來

比方說一個小燈泡的開關(guān)，就是一個最基本的小型狀態(tài)機

這里就是兩個狀態(tài)：①打開開關(guān)，燈泡亮，②關(guān)閉開關(guān)，燈泡滅

對應的狀態(tài)機圖：

這就是最簡單的一個狀態(tài)機

狀態(tài)機方便的地方是，如果現(xiàn)在我們只有兩種狀態(tài)，這兩個狀態(tài)在 打開開關(guān)/關(guān)閉開關(guān)兩個條件之間跳轉(zhuǎn)，如果我們要加上一個新的條件，比方說我們設(shè)定了定時開關(guān)燈，多了一個跳轉(zhuǎn)條件，如果燈泡開了超過8個小時就自動關(guān)閉，除非再次做打開開關(guān)，否則燈泡一致處于關(guān)閉狀態(tài)，這個狀態(tài)圖如下：

是不是很方便

再舉個最簡單的例子。人有三個狀態(tài)健康，感冒，康復中。
觸發(fā)的條件有淋雨(t1)，吃藥(t2)，打針(t3)，休息(t4)。
所以狀態(tài)機就是健康->(t4)->健康;健康->(t1)->感冒;感冒->(t3)->健康;感冒->(t2)->康復中;康復中->(t4)->健康，等等。就是這樣狀態(tài)在不同的條件下跳轉(zhuǎn)到自己或不同狀態(tài)的情況，就叫做狀態(tài)機。

狀態(tài)機要素

通過上面的舉例，我們可以講狀態(tài)機可歸納為4個要素，即現(xiàn)態(tài)、條件、動作、次態(tài)。這樣的歸納，主要是出于對狀態(tài)機的內(nèi)在因果關(guān)系的考慮。“現(xiàn)態(tài)”和“條件”是因，“動作”和“次態(tài)”是果。詳解如下：

• ①現(xiàn)態(tài)：是指當前所處的狀態(tài)。
• ②條件：又稱為“事件”，當一個條件被滿足，將會觸發(fā)一個動作，或者執(zhí)行一次狀態(tài)的遷移。
• ③動作：條件滿足后執(zhí)行的動作。動作執(zhí)行完畢后，可以遷移到新的狀態(tài)，也可以仍舊保持原狀態(tài)。動作不是必需的，當條件滿足后，也可以不執(zhí)行任何動作，直接遷移到新狀態(tài)。
• ④次態(tài)：條件滿足后要遷往的新狀態(tài)。“次態(tài)”是相對于“現(xiàn)態(tài)”而言的，“次態(tài)”一旦被激活，就轉(zhuǎn)變成新的“現(xiàn)態(tài)”了。

狀態(tài)機是一種編程思路。是現(xiàn)實事物運行規(guī)則抽象而成的一個數(shù)學模型。

有限狀態(tài)機

有限狀態(tài)機簡稱就是狀態(tài)機，因為一般的狀態(tài)機的狀態(tài)都是離散和可舉的，即為有限，所以后面的介紹都不加有限二字**。狀態(tài)機表示有限個狀態(tài)以及在這些狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移和動作等行為的數(shù)學模型**。通俗的描述狀態(tài)機就是定義了一套狀態(tài)変更的流程：

狀態(tài)機包含一個狀態(tài)集合，定義當狀態(tài)機處于某一個狀態(tài)的時候它所能接收的事件以及可執(zhí)行的行為，執(zhí)行完成后，狀態(tài)機所處的狀態(tài)。

狀態(tài)遷移圖（STD）

• （1）狀態(tài)框：用方框表示狀態(tài)，包括所謂的“現(xiàn)態(tài)”和“次態(tài)”；
• （2）條件及遷移箭頭：用箭頭表示狀態(tài)遷移的方向，并在該箭頭上標注觸發(fā)條件；
• （3）節(jié)點圓圈：當多個箭頭指向一個狀態(tài)時，可以用節(jié)點符號（小圓圈）連接匯總；
• （4）動作框：用橢圓框表示；
• （5）附加條件判斷框：用六角菱形框表示；

STM32中的狀態(tài)機

舉個簡單的例子：就按鍵處理來說，按鍵動作本身也可以看做一個狀態(tài)機。一個細小的擊鍵動作包含了：釋放、抖動、按下、抖動和重新釋放等狀態(tài)。　　當我們打開思路，把狀態(tài)機作為一種思想導入到程序中去時，就會找到處理疑問的一條有效的捷徑。有時候用狀態(tài)機的思維去思考程序該干什么，比用控制流程的思維去思考，可能會更有效。這樣一來狀態(tài)機便有了更實際的功用。廢話不多說，實踐才是檢驗真理的唯一標準。

也許有人覺得狀態(tài)機把問題復雜化了，其實我們在編寫代碼的時候在無形之中已經(jīng)使用了狀態(tài)機的思想，比方說我們的if else 判斷

if else語句結(jié)構(gòu)狀態(tài)機

if 條件1 else if  條件2 else if   條件3 ... else 條件n 

我們知道C語言的if else if語句是從第一條開始判斷的，如果符合條件的那一行永遠在后面幾行，那么就要每次多執(zhí)行很多次的if …而if是判斷語句，括號內(nèi)的判斷是要執(zhí)行運算的，即使是單周期指令的MCU，在進行乘除運算等都需要消耗多個時鐘周期，因此，每次多執(zhí)行1次判斷至少浪費一個時鐘周期甚至更多，因此，這樣子的狀態(tài)機無疑是效率低下的，系統(tǒng)軟件設(shè)計會很復雜。

switch case結(jié)構(gòu)狀態(tài)機

　switch()。

　　case1:。

　　if(not反復執(zhí)行狀態(tài)1)。

　　進入1狀態(tài)前要做的準備。

　　進入1狀態(tài)的過程。

　　if(not反復執(zhí)行狀態(tài)1)。

　　離開狀態(tài)1的過程。

　　case2:。

　　...。 

使用Switch case 相較于if else的好處就是可以清楚的看到所有的狀態(tài)，然后代碼架構(gòu)更清楚點，但是實際的運行效率還是沒有提高

再說一下使用Switch編寫狀態(tài)機的兩種寫法

我們假設(shè)狀態(tài)機的狀態(tài)轉(zhuǎn)換由下表所示：

當處于State0時發(fā)生event0 則執(zhí)行action0并將狀態(tài)變成state1，當state1狀態(tài)下發(fā)生event2則執(zhí)行action6并將狀態(tài)變成state2。以此類推。

下面描述下實現(xiàn)上述狀態(tài)機的兩種不同的寫法：
1）豎著寫：在狀態(tài)中判斷事件，并執(zhí)行相應的操作，完成相應的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
2）橫著寫：在事件中根據(jù)當前的狀態(tài)，執(zhí)行相應的操作，完成相應的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

//豎著寫 switch(cur_state)
{ case State0: if(event1)
          {
             action0;
             cur_state = State1;
           } else if(event2)
          {
              action4;
              cur_state = State1;
          } else if(event3)
          {
              action5;
              cur_state = State2;
          } break; case State1: if(event1)
          {
             action1;
             cur_state = State2;
           } else if(event3)
          {
              action6;
              cur_state = State0;
          } break; case State2: if(event1)
          {
             action3;
             cur_state = State0;
           } break; default:break;
}

//橫著寫 void event0func(void) { switch(cur_state)
    { case State0:
             action0;
             cur_state = State1; break; case State1:
             action1;
             cur_state = State2; break; case State2:
             action1;
             cur_state = State0; break; default:break;
    }
} void event1func(void) { switch(cur_state)
    { case State0:
             action4;
             cur_state = State1; break; default:break;
    }
} void event2func(void) { switch(cur_state)
    { case State0:
             action5;
             cur_state = State2; break; case State1:
             action6;
             cur_state = State0; break; default:break;
    }
} 

上述兩種寫法實現(xiàn)的功能完全相同，對比兩種寫法：

1）寫法1（豎著寫）使用了if -else if語句隱含了優(yōu)先級，破壞可事件間的原有關(guān)系（各個時間應該同優(yōu)先級）
2）寫法1（豎著寫）在結(jié)構(gòu)上是順序查詢方式（查詢事件），浪費大量的時間，而且時間不可估算。
寫法2（橫著寫）因為在某個時間點上狀態(tài)是唯一確定的，在時間處理函數(shù)中通過switch語句可直接定位到相同狀態(tài)，執(zhí)行時間也可以估算。
3）寫法2（橫著寫）比較直觀，程序執(zhí)行效率較高。
總體來說：寫法2要優(yōu)于寫法1。

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