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有限状态机(FSM)的Java 演示

时间:2017-08-15 13:23:28      阅读:194      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:箭头   auth   责任   test   ati   正是   pop   port   try   

本文从简单的样例入手,逐步演变成很复杂的程序。

简明 状态模式(5.8)中,状态之间的变换由外界控制,或者说。多种状态是切割的、无关的。状态模式最有趣的地方正是讨论其状态的变迁。

1.引子

空调(air-condition)的遥控器有两个button(很多其它的button技术分享在后面的样例中引入),power/电源键和cool/制冷键

空调的执行呈现3个状态。停止/Off、仅送风/FanOnly、制冷/Cool。起始状态为Off,状态变化图例如以下所看到的。

这是简化的有限状态机(Finite State Machine、FSM或者Finite State Automata)图形,使用了状态图的3个元素:①气泡,表示状态(state)。②连接状态的箭头表示转换(transition)。③箭头上的标记前者为事件(event)。

技术分享

状态的转换,看图说话。按power键,则Off→FanOnly、Cool→Off等。按cool,则Off→Off (没有画出来,喜欢全面一点就自己画吧)。

对于这样的简单的状态的转换,yqj2065还是喜欢分支语句技术分享,简洁明快。

例程 4-5 简洁明快
package property.state.stateMachine;
import static tool.Print.*;//pln
/**
 * 空调Aircon。简单的模型:
 * 遥控器有两个button(很多其它的button在以下的样例中引入),power电源键和cool制冷键。
 * 空调的执行呈现3个状态。停止/Off、仅送风/FanOnly、制冷/Cool。
 * 起始状态为Off
 * @author (yqj2065) 
 * @version 0.1
 */
public class Aircon0{
    // off,FanOnly。AC
    private int state=0;//起始状态为Off
    public int getState(){return state;}
    //两个Action
    public void power(){//按power键
        if(state==0){//off
            state=1;
            pln("start Fan"); 
        }else if(state==1){//FanOnly
            state=0;
            pln("stop Fan"); 
        }else{
            state=0;
            pln("stop Cool"); 
        }
    }

    public void cool(){//按制冷键
        if(state==0){//off
            pln("nothing");
        }else if(state==1){//FanOnly
            state=2;
            pln("start Cool"); 
        }else{
            state=1;
            pln("stop Cool"); 
        }
    }
}
package property.state.stateMachine;
public class ACCtrl{
    public static void test(){
        Aircon0 ac = new Aircon0();//power() cool()
        System.out.println("Current State:" + ac.getState());
        ac.cool();
        ac.power();
        ac.cool();
        ac.cool();
        ac.power();
        ac.power();
    }
}
測试代码的输出:

Current State:0
nothing
start Fan
start Cool
stop Cool
stop Fan
start Fan

在此基础上,能够花10分钟练习一下,採用状态模式改动上述代码。

我们使用enum编写状态类层次。其结构例如以下:

例程 4 6 enum State

enum State0{
    OFF{
        @Override void power(){            
        }
        @Override void power(){
        }
    },FANONLY{
    },
    COOL{ };
    public abstract void power();
    public abstract void cool();
}

(本来是应该将State1作为Aircon1的内部类的。放在外边,power()等须要加入參数Aircon1,变为power(Aircon1 ac)).

如今。丰富有限状态机的细节,增添④动作(action),如事件(event)对应的动作和状态的动作。

技术分享

为此,在enum State1中,除了状态模式 提取的接口外。加入了状态机的各种动作/action methode
    void entry(Aircon1 ac){pln("→"+ac.state.name());}
    void exit(Aircon1 ac){p(ac.state.name()+"→ ");}
    void startCool(){        p("start Cool");    }
    void stopCool(){        p("stop Cool");    }
    void startFan(){        p("start Fan");    }
    void stopFan(){        p("stop Fan");    }  

每一个power(Aircon1 ac)、cool(Aircon1 ac)的方法体结构都是:

            this.exit(ac);
            //假设有的话。事件(event)对应的动作,如stopFan();
            ac.state =OFF; //下一个状态
            ac.state.entry(ac); 

package property.state.stateMachine;
import static tool.Print.*;//pln
/**
 * 本来是应该将State1作为Aircon1的内部类的。如今放在外边。
 * power()等须要变为power(Aircon1 ac)
 */
public enum State1{
    OFF{
        @Override void exit(Aircon1 ac){super.exit(ac);startFan();}
        @Override void power(Aircon1 ac){
            this.exit(ac);
            ac.state =FANONLY;            
            ac.state.entry(ac); 
        }
        @Override void cool(Aircon1 ac){
            pln("nothing");
        }
    },FANONLY{
        @Override void power(Aircon1 ac){
            this.exit(ac);
            stopFan();
            ac.state =OFF;
            ac.state.entry(ac); 
        }
        @Override void cool(Aircon1 ac){
            this.exit(ac);
            ac.state =COOL;
            ac.state.entry(ac);
        }
    },
    COOL{
        @Override void exit(Aircon1 ac){super.exit(ac);stopCool();}
        @Override void entry(Aircon1 ac){startCool();super.entry(ac);}
        @Override void power(Aircon1 ac){            
            this.exit(ac);
            stopFan();
            ac.state =OFF;
            ac.state.entry(ac); 
        }
        @Override void cool(Aircon1 ac){
            this.exit(ac);
            ac.state =FANONLY;
            ac.state.entry(ac);  
        }
    };
    //状态模式 提取的接口
    abstract void power(Aircon1 ac);
    abstract void cool(Aircon1 ac);
    //状态机的各种动作action methode
    void entry(Aircon1 ac){pln("→"+ac.state.name());}
    void exit(Aircon1 ac){p(ac.state.name()+"→ ");}
    void startCool(){        p("start Cool");    }
    void stopCool(){        p("stop Cool");    }
    void startFan(){        p("start Fan");    }
    void stopFan(){        p("stop Fan");    }    
}

空调Aircon1的改动版本号。

package property.state.stateMachine;
import static tool.Print.*;//pln
/**
 * 空调Aircon1。使用状态模式重构Aircon0。使用enum State1编写状态类层次。

* @author (yqj2065) * @version 0.1 */ public class Aircon1{ State1 state= State1.OFF;//private改默认。删除getState()。 //两个Action public void power(){//按power键 state.power(this); } public void cool(){//按制冷键 state.cool(this); } /** * ACCtrl的代码。

*/ public static void test(){ Aircon1 ac = new Aircon1(); System.out.println("Current State:" + ac.state.name()); ac.cool(); ac.power(); ac.cool(); ac.cool(); ac.power(); ac.power(); ac.power(); } }

相应測试操作的输出:“OFF→”表示离开OFF状态,而“→FANONLY”...

Current State:OFF
nothing
OFF→ start Fan→FANONLY
FANONLY→ start Cool→COOL
COOL→ stop Cool→FANONLY
FANONLY→ stop Fan→OFF
OFF→ start Fan→FANONLY
FANONLY→ stop Fan→OFF

2.分层状态机

对于状态较多的状态机。通常将具有很多公共的特性的状态合并到一起。比如FANONLY和COOL构成的Running状态

技术分享

状态机中的hierarchical states,我们可以使用组合模式处理。(还没有单独写组合模式,技术分享)。

可是,又不一定可以完美地使用组合模式。比如Running到Off,全部的Running的内部状态在PoverEvent时都转化到OFF。非常好;OFF到Running。不是全部Running的内部状态都要调用其entry。在使用enum(不好搞类层次)时,使用责任链吧。



楼主绘图中、考虑很多其它button中....

技术分享

有限状态机(FSM)的Java 演示

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原文地址:http://www.cnblogs.com/wzzkaifa/p/7364488.html

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