层次状态机（Hierarchical State Machine，简称HSM）是一种用于描述复杂系统状态转换的方法。它通过将状态分解成多个层次，每个层次包含多个子状态，从而简化了状态管理，使得状态机的结构更加清晰和易于维护。
在层次状态机中，通常包含以下几个关键概念：
1. 状态（State）：系统可能处于的不同情况，如“空闲”、“运行”、“错误”等。
2. 子状态（Substate）：状态内部可以进一步细分为子状态，用于表示状态内部的详细情况。例如，“运行”状态可以细分为“正常运行”、“警告运行”、“故障运行”等子状态。
3. 状态转换（State Transition）：系统从一个状态转换到另一个状态的条件和动作。例如，从“空闲”状态转换到“运行”状态可能需要满足一定的条件，并执行一些初始化操作。
4. 层次结构（Hierarchy）：状态和子状态之间的层次关系。在层次状态机中，一个状态可以包含多个子状态，而一个子状态也可以包含其他子状态。
5. 全局状态（Global State）：系统在任何时刻都处于的一个状态，用于表示系统的整体状态。全局状态通常由子状态组成。
层次状态机的优点如下：
1. 易于维护：通过将状态分解成多个层次，可以简化状态机的结构，降低维护难度。
2. 易于扩展：在层次状态机中，可以方便地添加新的状态和子状态，从而实现系统的扩展。
3. 易于理解：层次状态机的结构清晰，有助于开发人员理解系统的状态转换逻辑。
在实际应用中，层次状态机常用于嵌入式系统、软件系统、游戏开发等领域，用于描述系统的状态转换和事件处理。
