Java 中的有限状态机
有限状态机用于识别模式。本教程演示如何在 Java 中实现有限状态机。
Java 中的有限状态机
有限状态机,也称为有限自动机,将符号串作为输入,然后相应地改变其状态。当在输入中找到所需的符号时发生转换,并且在转换期间,自动机可以保持相同的状态或更改为下一个状态。
按照以下步骤在 Java 中实现有限状态机。
-
首先,创建一个包装类来对有限状态机进行建模。
该包装类将包含具体状态对象的数组、当前状态的索引和状态转换表。
- 接下来,所有客户端请求都将委托给当前状态对象。
-
然后,创建一个状态基类以使具体状态可互换。
该状态基类将指定所有状态的默认行为。
- 最后,状态派生类将只覆盖所需的消息。
让我们根据上面的步骤在 Java 中实现一个有限状态机。
package delftstack;
//Step 1. create a wrapper class which models the finite state machine.
class Java_FSM {
// Step 2. wrapper class states
private FSM_State[] FSM_States = {new State1(), new State2(), new State3()};
// Step 4. wrapper class transitions
private int[][] FSM_Transition = {{0,1,2}, {2,2,0}, {1,0,2}};
// Step 3. wrapper class current state
private int Current_State = 0;
private void FSM_Next(int Message) {
Current_State = FSM_Transition[Current_State][Message];
}
// Step 5. all client requests will be delegated to the current state object.
public void FSM_ON() {
FSM_States[Current_State].FSM_ON();
FSM_Next(0);
}
public void FSM_OFF() {
FSM_States[Current_State].FSM_OFF();
FSM_Next(1);
}
public void FSM_ACK() {
FSM_States[Current_State].FSM_ACK();
FSM_Next(2);
}
}
//Step 6. Create a state base class to make the concrete states interchangeable.
//Step 7. state base class will specify the default behavior of all states
abstract class FSM_State {
public void FSM_ON() {
System.out.println("An error occurred");
}
public void FSM_OFF() {
System.out.println("An error occurred");
}
public void FSM_ACK() {
System.out.println("An error occurred");
}
}
class State1 extends FSM_State {
public void FSM_ON() {
System.out.println("State1 + ON = State3");
}
public void FSM_OFF() {
System.out.println("State1 + OFF = State2");
}
public void FSM_ACK() {
System.out.println("State1 + Ack = State1");
}
}
class State2 extends FSM_State {
public void FSM_ON() {
System.out.println("State2 + ON = State1");
}
public void FSM_OFF() {
System.out.println("State2 + OFF = State3");
}
}
class State3 extends FSM_State {
// Step 8. state derived class will only override the messages it require to
public void FSM_ON() {
System.out.println("State3 + ON = State2");
}
}
public class Finite_State_Machine {
public static void main(String[] args) {
Java_FSM JavaFSM = new Java_FSM();
int[] Messages = {1, 1, 2, 2, 0, 0, 1, 2};
for (int Message : Messages) {
if (Message == 0) {
JavaFSM.FSM_ON();
}
else if (Message == 1) {
JavaFSM.FSM_OFF();
}
else if (Message == 2) {
JavaFSM.FSM_ACK();
}
}
}
}
上面的代码演示了一个有限状态机,它根据输入消息改变状态。见输出:
State1 + OFF = State2
State2 + OFF = State3
An error occurred
An error occurred
State3 + ON = State2
State2 + ON = State1
An error occurred
State1 + Ack = State1
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