JAVA状态机

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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。

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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：

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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。

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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);

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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");    }      
}