一个Boost Statechart Library有限状态机实用示例

本文介绍了一个基于Boost Statechart Library的有限状态机示例,详细讲解了代码结构和逻辑,包括一个KeyHandler状态机,由Start、Work和Stop三个状态组成。在Work状态中,接收到不同布尔值的事件会触发不同的状态转换。同时提供了编译和运行的指导。

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一、前言

boost库提供了两个状态机的库Meta State MachineStatechart,我写的例程基于boost 1.60.0版本的Statechart库。在boost_1_60_0/libs/statechart/example/源码目录下提供了7个例程,在官方网站的文档中The Boost Statechart Library - Tutorial - 1.60.0提供了一些详细的介绍。但是这7个例程都不能很好地满足我的需求,于是我自己写了一个比较切合我需求的例程,希望对大家也能有所帮助。

二、代码说明

EvAddKey
EvAddKey 1
EvAddKey 0
Start
Work
Stop
  1. 示例程序包含3个源文件main.cpp、key_handler.hpp和key_handler.cpp,示例程序包含1个状态机(KeyHandler类型)和3个状态(Start、Work和Stop),main函数循环向状态机发送包含布尔值的事件,状态机的初始状态为Start,状态机收到第一个事件后会从Start状态跳转到Work状态,在Wrok状态中若收到布尔值为1的事件则忽略该事件,若收到布尔值为0的事件则将状态机中的stop_flag设置为true,然后跳转到Stop状态,main函数读取到状态机的stop_flag为true时则退出循环和程序;
  2. main.cpp中创建了一个KeyHandler类型的状态机,并且循环从键盘输入布尔值、创建一个包含布尔值的事件、向状态机发送事件,然后读取状态机的flag,若flag为1则退出循环;
  3. key_handler.hpp中定义了EvAddKey事件类和KeyHandler状态机类,以及Start、Work和Stop状态类,EvAddKey事件类中有一个用于存储输入布尔值的变量,KeyHandler状态机类中有一个用于存储是否需要退出程序的布尔变量,Start、Work和Stop状态类中各有一个用于响应EvAddKey事件的自定义react函数;
  4. key_handler.cpp中实现了三个状态类的构造函数、析构函数和react函数,在react函数中返回transit<Work>()可以实现状态跳转,在react函数中使用context<KeyHandler>().set_flag(true)可以调用状态机类或者状态类中的函数,在react函数中返回discard_event()可以忽略该事件。

三、代码

main.cpp

#include <iostream>
#include "key_handler.hpp"

bool get_key()
{
    char key;
    std::cout << "Please input 0 or 1: ";
    std::cin >> key;
    if (key == '0')
    {
        return false;
    }
    return true;
}

int main(void)
{
    KeyHandler handler;
    handler.initiate();
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        handler.process_event(EvAddKey(get_key()));
        if (handler.get_flag())
        {
            break;
        }
    }
    std::cout << "Exit main." << std::endl;
    return 0;
}

key_handler.hpp

#ifndef KEY_HANDLER_HPP
#define KEY_HANDLER_HPP

#include <boost/statechart/event.hpp>
#include <boost/statechart/state_machine.hpp>
#include <boost/statechart/simple_state.hpp>
#include <boost/statechart/custom_reaction.hpp>

namespace sc = boost::statechart;

struct EvAddKey : sc::event<EvAddKey>
{
public:
    EvAddKey(bool val) : val_(val) {};
    bool get_val() const { return val_; };

private:
    bool val_;
};

struct Start;
struct KeyHandler : sc::state_machine<KeyHandler, Start>
{
public:
    KeyHandler() : stop_flag_(false) {};
    void set_flag(bool flag) { stop_flag_ = flag; };
    bool get_flag() { return stop_flag_; };

private:
    bool stop_flag_;
};

struct Start : sc::simple_state<Start, KeyHandler>
{
    Start();
    ~Start();

    typedef sc::custom_reaction<EvAddKey> reactions;
    sc::result react(const EvAddKey &);
};

struct Work : sc::simple_state<Work, KeyHandler>
{
    Work();
    ~Work();

    typedef sc::custom_reaction<EvAddKey> reactions;
    sc::result react(const EvAddKey &);
};

struct Stop : sc::simple_state<Stop, KeyHandler>
{
    Stop();
    ~Stop();

    typedef sc::custom_reaction<EvAddKey> reactions;
    sc::result react(const EvAddKey &);
};

#endif

key_handler.cpp

#include <iostream>
#include "key_handler.hpp"

Start::Start()
{
    std::cout << "Entering Start" << std::endl;
}

Start::~Start()
{
    std::cout << "Exiting Start" << std::endl;
}

sc::result Start::react(const EvAddKey & event)
{
    std::cout << "Reacting Start" << std::endl;
    std::cout << "Ignore " << event.get_val() << std::endl;
    return transit<Work>();
}

Work::Work()
{
    std::cout << "Entering Work" << std::endl;
}

Work::~Work()
{
    std::cout << "Exiting Work" << std::endl;
}

sc::result Work::react(const EvAddKey & event)
{
    std::cout << "Reacting Work" << std::endl;
    if (event.get_val() == false)
    {
        context<KeyHandler>().set_flag(true);
        return transit<Stop>();
    }
    return discard_event();
}

Stop::Stop()
{
    std::cout << "Entering Stop" << std::endl;
}

Stop::~Stop()
{
    std::cout << "Exiting Stop" << std::endl;
}

sc::result Stop::react(const EvAddKey &)
{
    std::cout << "Reacting Stop" << std::endl;
    return discard_event();
}

四、编译、运行

charming@ubuntu:~/Documents/fsm/handle_key$ ls
key_handler.cpp  key_handler.hpp  main.cpp
charming@ubuntu:~/Documents/fsm/handle_key$ g++ *.* -o test
charming@ubuntu:~/Documents/fsm/handle_key$ ./test 
Entering Start
Please input 0 or 1: 1
Reacting Start
Ignore 1
Exiting Start
Entering Work
Please input 0 or 1: 1
Reacting Work
Please input 0 or 1: 1
Reacting Work
Please input 0 or 1: 0
Reacting Work
Exiting Work
Entering Stop
Exit main.
Exiting Stop
charming@ubuntu:~/Documents/fsm/handle_key$
<think>嗯,用户想了解Excel中的VLOOKUP函数的用法和参数含义。首先,我需要回忆一下VLOOKUP的基本结构。VLOOKUP是垂直查找函数,用于在表格的首列查找指定的值,然后返回该行中指定列的数据。它的四个参数分别是查找值、表格范围、列索引号和匹配模式。 接下来,我得确认每个参数的具体作用。第一个参数是lookup_value,也就是用户要查找的值,比如产品ID或者姓名。第二个参数是table_array,即查找的范围,这里要注意的是,查找值必须位于这个范围的第一列,否则函数无法正确工作。第三个参数是col_index_num,也就是用户想要返回的数据在表格范围中的第几列,这个列数是从表格范围的第一列开始算起的,不是整个工作表的列。第四个参数是range_lookup,决定是精确匹配还是近似匹配,通常用FALSE或0来指定精确匹配,避免错误。 然后,用户可能需要一个具体的例子来理解如何使用。比如,假设有一个产品价格表,用户想根据产品ID查找对应的价格。这时候,VLOOKUP就可以在ID列查找,然后返回价格列的数据。同时,要提醒用户注意表格范围最好使用绝对引用,比如$A$2:$C$100,这样在拖动公式时范围不会变化。 可能遇到的问题也需要考虑。比如,如果查找值不在表格的第一列,或者列索引号超过了表格的列数,函数会返回错误。此外,数据格式不一致也可能导致问题,比如查找值是数字,而表格中是文本格式的数字,这时候需要统一格式。还有,当出现#N/A错误时,可能是查找值不存在,或者匹配模式设置不正确,需要检查参数是否正确。 用户可能还会问到如何避免常见的错误,比如部分数据匹配出错的情况。这时候需要检查是否有多余的空格,或者数据格式不一致,或者表格范围没有锁定导致拖动时偏移。此外,XLOOKUP作为VLOOKUP的升级版,可能在某些情况下更方便,比如可以向左查找或者返回多列数据,这也是可以提及的内容。 最后,整理步骤,从基础语法到参数说明,再到具体案例,逐步引导用户理解如何使用VLOOKUP函数。同时,提供常见错误和解决方法,帮助用户在实际应用中避免问题。如果有必要,还可以比较VLOOKUP和其他查找函数的区别,比如HLOOKUP或XLOOKUP,但根据用户的问题,主要集中在VLOOKUP本身即可。</think>### Excel VLOOKUP函数详解 #### 一、基础语法与参数说明 VLOOKUP函数的语法为: $$=VLOOKUP(lookup\_value, table\_array, col\_index\_num, [range\_lookup])$$ 包含4个参数: 1. **lookup_value**(必填):要查找的值(如单元格引用或具体值) 2. **table_array**(必填):包含数据的表格范围(必须包含查找列和返回列) 3. **col_index_num**(必填):返回值所在列的序号(从table_array第一列开始计数) 4. **range_lookup**(可选):匹配类型 - `TRUE`/`1`:近似匹配(默认值,需数据升序排列) - `FALSE`/`0`:精确匹配(常用选项) [^1][^2] #### 二、使用步骤演示(工资表查询案例) 假设需要根据员工编号查询工资: 1. 建立查询单元格(如`B12`) 2. 输入公式: ```excel =VLOOKUP(A12, $A$2:$D$100, 4, 0) ``` - `A12`:待查询的员工编号 - `$A$2:$D$100`:锁定数据区域(绝对引用) - `4`:返回第4列(工资列) - `0`:精确匹配 [^2][^3] #### 三、常见错误与解决方法 | 错误现象 | 原因 | 解决方案 | |---------|------|---------| | #N/A | 查找值不存在 | 检查数据源或改用`IFERROR`容错 | | #REF! | 列序号超出范围 | 确认col_index_num ≤ 表格列数 | | 部分匹配失败 | 数据格式不一致 | 统一数值/文本格式 | | 结果错位 | 表格未锁定 | 使用`$`符号固定区域引用 | [^3][^4] #### 四、进阶技巧 1. **多条件查询**: 使用辅助列合并多个条件字段 ```excel =VLOOKUP(A2&B2, $D$2:$F$100, 3, 0) ``` 2. **通配符匹配**: `"*"`匹配任意字符,`"?"`匹配单个字符 ```excel =VLOOKUP("张*", $A$2:$C$100, 3, 0) ``` 3. **跨表查询**: 引用其他工作表数据 ```excel =VLOOKUP(A2, Sheet2!$A$2:$D$100, 4, 0) ``` [^1][^4]
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