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什么是有限状态机

什么是有限状态机

作者: 你隔壁的陌生人 | 来源:发表于2017-11-27 00:05 被阅读0次

    1.背景介绍

    有限状态机,(英语:Finite-state machine, FSM),又称为有限状态自动机,简称状态机,

    是一个数学模型,表示有限个状态以及在这些状态之间的转换和动作等行为。

    1、状态存储关于过去的信息,它反映从系统开始到现在时刻的输入变化。

    2、转移指示状态变更,并且用必须满足来确使转移发生的条件来描述它。

    3、动作是在给定时刻要进行的活动的描述。

    2.知识剖析

    2.1:有限状态机有什么特点

    有限状态机fsm一般有以下特点:

    *)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;

    *)事物拥有的状态总数是有限的;

    *)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;

    *)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。

    2.2:有限状态机的组成

    2.2.1、状态机由一组状态和转换组成例如:

    need-to-insert-img

    状态:固体 、 液体 、 气体。

    转换 :融化 、汽化 、 冷凝 、 冻结。

    2.2.2、有限状态机形式(有限状态机长什么样)

    var fsm = new StateMachine({

    init: 'solid',

    transitions: [

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

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

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

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

    ],

    methods: {

    onBeforeMelt:        function() { /* ... */ },

    onBeforeVaporize:    function() { /* ... */ },

    onBeforeCondense:    function() { /* ... */ },

    onBeforeFreeze:      function() { /* ... */ },

    onLeaveSolid:        function() { /* ... */ },

    onLeaveLiquid:        function() { /* ... */ },

    onLeaveGas:          function() { /* ... */ },

    onEnterLiquid:        function() { /* ... */ },

    onEnterGas:          function() { /* ... */ },

    onEnterSolid:        function() { /* ... */ },

    onAfterMelt:          function() { /* ... */ },

    onAfterVaporise:      function() { /* ... */ },

    onAfterCondense:      function() { /* ... */ }

    onAfterFreeze:        function() { /* ... */ }

    }

    });

    //方法调用

    //1,自执行方法:

    fsm.onMelt();

    fsm.onVaporize();

    fsm.onCondense();

    fsm.onFreeze();

    //1、触发调用方式:

    fsm.Melt();

    fsm.Vaporize();

    fsm.Condense();

    fsm.Freeze();

    有限状态机包含以下基本内容:

    1、初始状态init:init选项用来表示fsm对象的初始状态,

    2、转换规则transitions: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。

    3、方法methods: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'

    2.2.3、有限状态机的方法

    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warn事件发生之前触发

    onafterMelt:在warn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。

    2.2.4、通用的生命周期事件

    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

    // onAfterTransition -任何转换后触发

    2.2.5、特定的转换和状态

    除了通用事件之外,还可以使用特定的转换和状态来观察转换:

    // onBefore-在特定的转换之前触发

    // onBefore-在特定的转换之前触发

    // onAfter-在特定的TRANSITION后触发

    // onLeave-离开特定的状态触发

    // onEnter-进入特定状态触发

    // on-简写onAfter

    // on-简写onEnter

    2.2.6、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

    2.2.7、可以通过false在以下任何生命周期事件中显式返回来取消转换

    在方法中return false可以取消当前触发的行为:

    // onBeforeTransition

    // onBefore

    // onLeaveState

    // onLeave

    // onTransition

    //所有随后的生命周期事件将被取消,状态将保持不变。

    3.常见问题

    如何使用有限状态机

    4 解决方案

    首先创建fsm实例----设置初始初始状态------规定转换规则------定义方法。

    var fsm = new StateMachine({          //创建fsm实例

    init: 'solid',                                          //设置初始状态

    transitions: [                                       //定义装换规则

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

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

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

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

    ],

    methods: {                                            //定义方法

    onBeforeMelt:        function() { /* ... */ },

    onLeaveSolid:        function() { /* ... */ },

    onEnterLiquid:        function() { /* ... */ },

    onAfterMelt:          function() { /* ... */ },

    }

    });

    //触发转换

    fsm.Melt();

    fsm.Vaporize();

    fsm.Condense();

    fsm.Freeze();

    6.扩展思考

    Javascript Finite State Machine 的异步转换

    有时,我们需要在状态转换期间执行一些异步代码,并确保在代码完成之前不会输入新状态。

    举个栗子:

    当我们从一个状态转换出来并想逐渐淡入一个UI组件,或者将它从屏幕上滑出来,而且不想在动画完成之后转换到下一个状态。就可以通过 从任何生命周期事件中返回Promise对象来实现此目的。从生命周期事件返回Promise将导致该转换的生命周期暂停。可以继续解决,也可以拒绝承诺。

    7.参考文献

    一、官方文档https://github.com/jakesgordon/javascript-state-machine/blob/master/docs/states-and-transitions.md

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