C++有限状态机实现计算器小程序

本文介绍利用有限状态机原理开发计算器小程序的过程。

实现的功能

• 支持整数、小数输入
• 支持+ - * / 四则运算
• CE 清除当前操作数
• C 清除所有、回到初始状态
• 回显操作数和结果

HSM状态图

计算器可以分为七种状态：Start、Operand_1、Negate_1、Operator、Operand_2、Negate_2、Error。其中Start、Operand_1、Operand_1状态又分了几种子状态。 下面简要的介绍下状态状态转换的过程：

• 启动软件，进入Start状态
• 当用户点击1-9、0、Point按钮，软件进入Operand_1 状态。
• 当用户点击+、-、*、/按钮，软件进入Operator状态。
• 此时当用户再次点击1-9、0、Point按钮，软件进入Operand_2 状态。
• 如果用户点击=按钮，软件就进入了Start状态。
• 如果此时进行的是除法运算且除数为0，软件进入Error状态，用户只有点击C按钮才可以跳出。

在实际开发的过程中，我们只需要关心现在程序处在什么状态，可以进行什么样的操作。然后就是状态转换的条件要处理下。

代码片段

下面是CalculatorDlg.cpp中的一段代码，我们首先要获得当前的状态，然后进行相应的操作，操作完成之后设置好对应的状态。

void CalculatorDlg::enterOperation(Calculator::CalcOp oper)
{
 if (m_calculator.getCurrentState() == Calculator::CalcState::Error)
 {
  return;
 }
 if (m_calculator.getCurrentState() == Calculator::CalcState::Start ||
  m_calculator.getCurrentState() == Calculator::CalcState::Negate_1 ||
  m_calculator.getCurrentState() == Calculator::CalcState::Operand_1)
 {
  m_calculator.setOperand_1(_wtof(m_output));
 }
 else if (m_calculator.getCurrentState() == Calculator::CalcState::Operand_2 ||
  m_calculator.getCurrentState() == Calculator::CalcState::Negate_2)
 {
  m_calculator.setOperand_2(_wtof(m_output));
  UpdateData(TRUE);
  std::stringstream ss;
  ss << m_calculator.getResult();
  m_output = ss.str().c_str();
  UpdateData(FALSE);
  m_calculator.setCurrentState(Calculator::CalcState::Start);
  m_calculator.setOperand_1(m_calculator.getResult());
 }
 m_calculator.setCurrentState(Calculator::CalcState::Operator);
 m_calculator.setOperator(oper);
}

运行效果展示

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