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什么是有限状态机?

什么是有限状态机?

作者: 初晨晒暖心 | 来源:发表于2017-12-22 22:26 被阅读0次

    大家好,我是IT修真院郑州分院王姣妍,一枚正直、纯洁、善良的web程序员。

    今天给大家分享一下,修真院官网 任务中可能会使用到的知识点:

    什么是有限状态机?

    一、背景介绍

    什么是有限状态机?

    有限状态机(Finite-state machine)是一个非常有用的模型,可以模拟世界上大部分事物。它是一个数学模型。是一个抽象机器,在任何时候都可以处于有限数量的状态之一。响应某些外部输入,FSM可以从一个状态转换到另一个状态;从一种状态到另一种状态的变化称为过渡。

    状态机的行为可以在现代社会中的许多设备中观察到,这些设备根据它们呈现的事件序列执行预定的一系列行为。例如自动售货机,当存放适当的硬币组合时分配产品,当车辆等待时改变顺序的交通灯等。

    在我们前端开发中,我们可以套用有限状态机模型,将业务流程状态化,划分状态和相应的触发事件与动作,利用生命周期事件进行控制与执行

    二、知识剖析

    有限状态机一般都有以下特点:

    (1)可以用状态来描述事物,并且任一时刻,事物总是处于一种状态;

    (2)事物拥有的状态总数是有限的;

    (3)通过触发事物的某些行为,可以导致事物从一种状态过渡到另一种状态;

    (4)事物状态变化是有规则的,A状态可以变换到B,B可以变换到C,A却不一定能变换到C;

    (5)同一种行为,可以将事物从多种状态变成同种状态,但是不能从同种状态变成多种状态。

    状态机由一组状态和转换组成:

    状态:固体 、 液体 、 气体。

    转换 :融化 、汽化 、 冷凝 、 冻结。

    以上的形式可以状态机来写一下

    首先需要引入有限状态机库状态机库

    var fsm = new StateMachine({

    init: 'solid',

    transitions: [

    { name: 'melt',    from: 'solid',  to: 'liquid' },

    { name: 'freeze',  from: 'liquid', to: 'solid'  },

    { name: 'vaporize', from: 'liquid', to: 'gas'    },

    { name: 'condense', from: 'gas',    to: 'liquid' }

    ],

    methods: {

    onMelt:    function() { console.log('I melted')    },

    onFreeze:  function() { console.log('I froze')    },

    onVaporize: function() { console.log('I vaporized') },

    onCondense: function() { console.log('I condensed') }

    }

    });

    //方法调用

    //1,自执行方法:

    fsm.onMelt();

    fsm.onFreeze();

    fsm.onVaporize();

    fsm.onCondense();

    //1、触发调用方式:

    fsm.Melt();

    fsm.Freeze();

    fsm.Vaporize();

    fsm.Condense();

    init选项用来表示fsm对象的初始状态,

    transitions选项用来描述fsm对象所有状态的变化规则,每一种变化规则对应一种行为。

    methods方法为实例的每一种行为都添加了一个方法,调用这个方法就相当于触发对象的某种行为,当对象行为发生时,对象的状态就可以发生变化。如以上例子创建的实例将拥有如下行为方法:

    fsm.Melt() :调用该方法,实例状态将从'solid'变为'liquid'

    fsm.Freeze() :调用该方法,实例状态将从'liquid'变为'solid'

    fsm.Vaporize() :调用该方法,实例状态将从'liquid'变为'gas'

    fsm.Condense() :调用该方法,实例状态将从'gas'变为'liquid'

    在老的版本中创建一个状态机用StateMachine.create

    初始值用initial

    变化规则用events

    方法用的是callbacks

    这里需要注意引入库的版本

    Javascript Finite State Machine允许为每个事件指定两个自定义方法,以Melt事件为例:

    onbeforeMelt:在Melt事件发生之前触发

    onafterMelt:在Melt事件发生之后触发。

    每个状态指定两个自定义方法,以solid状态为例:

    onleaveSolid:在离开solid状态时触发

    onenterLiquid:在进入liquid状态时触发。

    为了在发生转换时跟踪或执行操作,有以下五个通用的生命周期事件:

    // onBeforeTransition -在任何转换之前触发

    // onLeaveState -离开任何状态被触发

    // onTransition -在任何过渡期间被触发

    // onEnterState -进入任何状态被触发==>onState

    // onAfterTransition -任何转换后触发==>onTransition

    辅助方法:

    // fsm.is(s) -如果状态s是当前状态,则返回true

    // fsm.can(t) -如果t从当前状态发生转换,则返回true

    // fsm.cannot(t) -如果t从当前状态不能发生转换,则返回true

    // fsm.transitions() -返回当前状态允许的转换列表

    // fsm.allTransitions() -返回所有可能的转换的列表

    // fsm.allStates() -返回所有可能状态的列表

    //Cancelling a Transition取消转换

    三、常见问题

    有限状态机有哪些应用场景?

    四、解决方案

    满足3点即可用:所需状态确定,有事件触发转变状态,总状态有限且转变有规律。

    页面可用有限状态机的元素较多且有规律时可用:例如:开关按钮,下拉菜单,

    还有任务中杀人游戏的玩家死活状态、白天黑夜状态等

    五、编码实战

    六、扩展思考

    有限状态机有哪些优点?

    有限状态机的写法,逻辑清晰,表达力强,有利于封装事件。一个对象的状态越多、发生的事件越多,就越适合采用有限状态机的写法。

    另外,JavaScript语言是一种异步操作特别多的语言,常用的解决方法是指定回调函数,

    但这样会造成代码结构混乱、难以测试和除错等问题。有限状态机提供了更好的办法:

    把异步操作与对象的状态改变挂钩,当异步操作结束的时候,发生相应的状态改变,由此再触发其他操作。

    这要比回调函数、事件监听、发布/订阅等解决方案,在逻辑上更合理,更易于降低代码的复杂度。

    七、参考文献

    参考一:有限状态机库

    参考二:JavaScript与有限状态机

    八、更多讨论

    1、有限状态机能重多个状态返回到一个状态吗?

    答:可以,这里面是官方文档里的一个例子,可以去研究一下实例

    2、有限状态机有哪些优点?

    答:参考上面的拓展思考,它就是一个解决问题的一个方式,用严谨的逻辑去把每一个状态封装起来,然后用的时候给一个条件触发,或者直接调用那个方法

    3、在什么情况下会使用有限状态机? 几种状态?

    答:遇到一些需要大量业务逻辑的页面是最适合用有限状态机了,根据业务需要,设定状态

    八、

    PPT链接:PPT

    视频链接:v.qq.com/x/page/m0522hrmiqt.html

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