面试题：C语言枚举在状态机中的应用

Question

请使用C语言枚举类型设计一个简单的状态机，用于描述一个交通信号灯的状态转换，交通信号灯有红、黄、绿三种状态，且每次状态转换只能是红 -> 绿 -> 黄 -> 红这样的顺序，需要给出状态机的完整代码实现，并解释枚举在其中起到的作用。

Answer 1

#include <stdio.h>

// 定义枚举类型表示交通信号灯的状态
typedef enum {
    RED,
    GREEN,
    YELLOW
} TrafficLightState;

// 函数声明
TrafficLightState nextState(TrafficLightState currentState);
void printState(TrafficLightState state);

int main() {
    TrafficLightState currentState = RED;

    printf("初始状态: ");
    printState(currentState);

    // 模拟状态转换
    for (int i = 0; i < 6; i++) {
        currentState = nextState(currentState);
        printf("转换后的状态: ");
        printState(currentState);
    }

    return 0;
}

TrafficLightState nextState(TrafficLightState currentState) {
    switch (currentState) {
        case RED:
            return GREEN;
        case GREEN:
            return YELLOW;
        case YELLOW:
            return RED;
        default:
            return RED;
    }
}

void printState(TrafficLightState state) {
    switch (state) {
        case RED:
            printf("红灯\n");
            break;
        case GREEN:
            printf("绿灯\n");
            break;
        case YELLOW:
            printf("黄灯\n");
            break;
    }
}

枚举在其中起到的作用：

1. 提高代码可读性：使用RED、GREEN、YELLOW这些有意义的标识符来代表交通信号灯的不同状态，相较于直接使用数字，代码意图更加清晰，易于理解和维护。
2. 类型安全：枚举定义了一种新的数据类型TrafficLightState，编译器可以确保变量的取值只能是枚举中定义的常量，避免了意外赋值非法状态值的错误，提高了代码的健壮性。