zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 有限状态机(FSM)的Java 学习FSM

     本文从简单的例子入手,逐步演变成非常复杂的程序。

    在简明 状态模式(5.8)中,状态之间的变换由外界控制,或者说,多种状态是分割的、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)的遥控器有两个按钮(更多的按钮奋斗在后面的例子中引入),power/电源键和cool/制冷键。空调的运行呈现3个状态,停止/Off、仅送风/FanOnly、制冷/Cool。起始状态为Off,状态变化图如下所示。

    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)。

    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)。

    对于这种简单的状态的转换,yqj2065还是喜欢分支语句微笑,简洁明快。

     
    
    [java] view plain copy
     
    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: 
     * 遥控器有两个按钮(更多的按钮在下面的例子中引入),power电源键和cool制冷键。 
     * 空调的运行呈现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();  
        }  
    }  
    测试代码的输出:
    
     
    
    Current State:0
    nothing
    start Fan
    start Cool
    stop Cool
    stop Fan
    start Fan
    

      

    在此基础上,可以花10分钟练习一下,采用状态模式修改上述代码。我们使用enum编写状态类层次。其结构如下:

    [java] view plain copy
     
    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()等需要添加参数Aircon1,变为power(Aircon1 ac)).
    
    现在,丰富有限状态机的细节,增添④动作(action),如事件(event)相应的动作和状态的动作。
    
    
    
    为此,在enum State1中,除了状态模式 提取的接口外,添加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");    }  
    
    每个power(Aircon1 ac)、cool(Aircon1 ac)的方法体结构都是:
    
                this.exit(ac);
                //如果有的话,事件(event)相应的动作,如stopFan();
                ac.state =OFF; //下一个状态
                ac.state.entry(ac); 
    
     
    
     
    
    [java] view plain copy
     
    package property.state.stateMachine;  
    import static tool.Print.*;//pln  
    /** 
     * 本来是应该将State1作为Aircon1的内部类的。现在放在外边, 
     * power()等需要变为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的修改版本。

    [java] view plain copy
     
    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();  
              
        }  
    }  
    

      

     

    对应测试操作的输出:“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,通常将具有许多公共的特性的状态合并到一起。例如FANONLY和COOL构成的Running状态

    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,尴尬)。但是,又不一定能够完美地使用组合模式,例如Running到Off,所有的Running的内部状态在PoverEvent时都转化到OFF,很好;OFF到Running,不是所有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。

    搜集摘抄于:http://blog.csdn.net/yqj2065/article/details/39371487

  • 相关阅读:
    发短信集合类-阿里云短信涉及类
    第四方 fast快捷支付封装
    佰米支付封装
    支付宝支付封装【修改至2021.01.11】
    关于支付
    tp5下的文件上传与下载类
    发送短信集合类
    文件中设置开启访问权限
    SpringBoot注解分析
    HashMap底层实现原理及面试问题
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/nucdy/p/7573658.html
Copyright © 2011-2022 走看看