HOWTO · Java
Java 中的有限狀態機
本教程演示如何在 Java 中實現有限狀態機。
本頁內容
有限狀態機用於識別模式。本教程演示如何在 Java 中實現有限狀態機。
Java 中的有限狀態機
有限狀態機，也稱為有限自動機，將符號串作為輸入，然後相應地改變其狀態。當在輸入中找到所需的符號時發生轉換，並且在轉換期間，自動機可以保持相同的狀態或更改為下一個狀態。
按照以下步驟在 Java 中實現有限狀態機。
-
首先，建立一個包裝類來對有限狀態機進行建模。
該包裝類將包含具體狀態物件的陣列、當前狀態的索引和狀態轉換表。
-
接下來，所有客戶端請求都將委託給當前狀態物件。
-
然後，建立一個狀態基類以使具體狀態可互換。
該狀態基類將指定所有狀態的預設行為。
-
最後，狀態派生類將只覆蓋所需的訊息。
讓我們根據上面的步驟在 Java 中實現一個有限狀態機。
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();
}
}
}
}
上面的程式碼演示了一個有限狀態機，它根據輸入訊息改變狀態。見輸出：
State1 + OFF = State2
State2 + OFF = State3
An error occurred
An error occurred
State3 + ON = State2
State2 + ON = State1
An error occurred
State1 + Ack = State1
