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QP(状态机事件驱动型框架）

news 2026/3/27 3:59:26

1 QP框架为什么简称QP

QP 这个简称可以理解为：

1）Quantum（量子） + Platform（平台） = QP

2）量子跃迁是指微观粒子（如原子或分子）从一个量子态突然转变到另一个量子态的过程，伴随能量的吸收或释放。

3）一个借鉴了“量子跃迁”理念的、用于构建基于层次式状态机的事件驱动型应用程序的完整开发平台。

2 QP框架概述

3 层次式状态机是什么

层次状态机即HFSM。在开发过程中，角色和系统的行为复杂性不断增加。传统状态机在处理复杂逻辑时，可能导致状态间的逻辑层次混乱。尤其是当一个状态需要包含多个子状态时，维护这些状态变得非常困难。引入层次状态机HFSM可以很好地解决这些问题。
　　层次状态机的核心思想是，将一个状态机也作为状态，这样就能够在状态机内部嵌套多个子状态机，实现更复杂的状态切换逻辑，特别是互斥状态间的隔离，与包含状态间的共存。例如，角色可以有一个移动状态，但这个状态下还可以细分为行走和奔跑子状态，明显的移动状态与行走和奔跑状态属于包含关系。角色还可以有一个闲置状态，明显的闲置状态与移动状态属于互斥关系。
　　层次状态机可以帮助我们清晰地管理这种复杂逻辑，使代码的组织结构更加合理，满足更多更复杂的需求

4 UML状态机

UML状态机，即是Unified Modeling Language State Machine。更详细的说是：用统一的建模语言，更加可视化、更加简洁、更加清晰的建立状态机。

5.1构造状态机的步骤

/*************************步骤1：定义状态机结构体*************************/
typedef struct {QHsm super;      /* 必须作为第一个成员 - 继承来自QHsm的必要属性 *//* 状态机特定属性 */uint32_t pressCount;uint32_t holdTime;
} ButtonStateMachine;//按键状态机结构体/*************************步骤2：声明状态处理函数*************************/
/*          按键状态机初始伪状态函数 */
QState ButtonStateMachine_initial(ButtonStateMachine * const me, QEvt const * const e);
/* idle     按键状态机空闲状态处理函数 */
QState ButtonStateMachine_idle(ButtonStateMachine * const me, QEvt const * const e);
/* pressed  按键状态机按压状态处理函数 */
QState ButtonStateMachine_pressed(ButtonStateMachine * const me, QEvt const * const e);
/* held     按键状态机按住状态处理函数 */
QState ButtonStateMachine_held(ButtonStateMachine * const me, QEvt const * const e);/*************************步骤3：实现状态机构造函数*************************/
void ButtonStateMachine_ctor(ButtonStateMachine * const me) {/* 调用QHsm_ctor()构造状态机me，并指定伪状态函数 */QHsm_ctor(&me->super, Q_STATE_CAST(&ButtonStateMachine_initial));/* 初始化状态机属性 */me->pressCount = 0;me->holdTime = 0;printf("ButtonStateMachine constructed\n");
}/* 初始伪状态函数 */
QState ButtonStateMachine_initial(ButtonStateMachine * const me, QEvt const * const e) {(void)e; /* 避免未使用参数警告 *//* 执行初始转换到idle状态 */return Q_TRAN(&ButtonStateMachine_idle);
}/* idle状态处理函数 */
QState ButtonStateMachine_idle(ButtonStateMachine * const me, QEvt const * const e) {switch (e->sig) {case Q_ENTRY_SIG: {printf("Entering IDLE state\n");return Q_HANDLED();}case BUTTON_PRESSED_SIG: {me->pressCount++;printf("Button pressed, count: %lu\n", me->pressCount);return Q_TRAN(&ButtonStateMachine_pressed);}}return Q_SUPER(&QHsm_top);
}/* pressed状态处理函数 */
QState ButtonStateMachine_pressed(ButtonStateMachine * const me, QEvt const * const e) {switch (e->sig) {case Q_ENTRY_SIG: {printf("Entering PRESSED state\n");me->holdTime = 0;return Q_HANDLED();}case BUTTON_RELEASED_SIG: {printf("Button released after %lu ms\n", me->holdTime);return Q_TRAN(&ButtonStateMachine_idle);}case TIMEOUT_SIG: {me->holdTime += 100; /* 假设100ms超时 */if (me->holdTime >= 1000) { /* 按住1秒进入held状态 */return Q_TRAN(&ButtonStateMachine_held);}return Q_HANDLED();}}return Q_SUPER(&QHsm_top);
}/* held状态处理函数 */
QState ButtonStateMachine_held(ButtonStateMachine * const me, QEvt const * const e) {switch (e->sig) {case Q_ENTRY_SIG: {printf("Entering HELD state - long press detected!\n");return Q_HANDLED();}case BUTTON_RELEASED_SIG: {printf("Long press released\n");return Q_TRAN(&ButtonStateMachine_idle);}}return Q_SUPER(&QHsm_top);
}