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我最近迷上了 Erlang 基于 actor 的并发模型的简单性，并且正在尝试用 C++ 实现它的某些部分的想法。沿着这些思路，我也喜欢将有限状态机实现为表示状态的函数集合的想法，其中通过从一个函数到下一个函数的尾调用来进行转换。

我想在 C++ 中尝试类似的东西。但是一个天真的实现很可能会遇到这样一个事实，即在我的编译器（GCC 4.1 with -O0）中进行尾部调用最终会导致堆栈溢出。所以相反，我想做的是让每个状态/函数返回一个仿函数（下一个要进入的状态），并有一个底层循环，它只是顺序调用一个仿函数，然后调用返回的仿函数，然后调用仿函数因此返回，等等。类似的东西：

typedef ... context_t;

// A statefunctor is a functor which takes a context_t and 
// returns a statefunctor
//
// FIXME: of course, this typedef won't compile.
typedef boost::function<statefunctor (context_t& )> statefunctor;

// NULL boost::function<> represents the exit condition.
static const statefunctor EXIT_FSM;

// primary loop which runs the FSM
void run_fsm(context_t& ctx, statefunctor initial_state)
{
    while (initial_state)
    {
        initial_state=initial_state(boost::ref(ctx));
    }
}

// states 'foo', 'bar', and 'baz';
statefunctor foo(context_t& ctx);
statefunctor bar(context_t& ctx, int inval);
statefunctor baz(context_t& ctx);

// State 'foo'
statefunctor foo(context_t& ctx)
{
    // act somehow on the external context
    int magic_number_1=ctx.get_magic_number();
    int magic_number_2=ctx.get_magic_number();

    // Always transition to 'bar'
    return boost::bind(&bar, _1, magic_number_1-magic_number_2);
}

// State 'bar'
statefunctor bar(context_t& ctx, int inval)
{
    inval+=ctx.get_magic_number(); // Act on external context somehow

    // transition to foo or baz
    if (inval>0) { return &foo; }
    else { return &baz; }
}

// State 'baz'
statefunctor baz(context_t& ctx)
{
    // Transition to foo or exit
    if (ctx.get_magic_number()==5) {return EXIT_FSM;}
    else {return &foo;}
}

int main()
{
    context_t ctx;
    // start the state machine in state 'foo'
    run_fsm(ctx, &foo);
}

所以，我的问题是，我该如何定义statefunctor？特别是，我希望它能够保存任意函子（如boost::bind(...)可能创建），而不仅仅是函数指针。

注意：我使用boost::bind, boost::function，boost::ref而不是他们的std::对应物，因为我坚持使用不支持 C++11 的 GCC 4.1。赞赏 C++03 中有效的解决方案；-)。

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3 回答 3

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您不能直接通过 a 执行此操作typedef，但可以将其包装boost::function在 struct / class 中（感谢@R. Martinho Fernandes让我有这种洞察力）：

#include <boost/function.hpp>

typedef int context_t;

struct statefunctor
  : boost::function<statefunctor(context_t&)>
{
  typedef boost::function<statefunctor(context_t&)> base_type;
  statefunctor() : base_type(){}
  template<class F>
  statefunctor(F f) : base_type(f){}
};

活生生的例子。

于 2012-09-06T16:58:06.407 回答
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这是不可能的。类型将是无限的，问题与定义返回自身的函数指针时遇到的问题相同。做到这一点的唯一方法是使用 operator() 手动编写自己的函数对象，这可以返回*this和链式()调用。您还可以通过其他方式使用运算符链接，如std::cout.

于 2012-09-06T16:38:27.670 回答
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你不能。问题是返回类型的定义必须是递归的，这是不可能的。

于 2012-09-06T16:38:10.660 回答