有限状态机 FSM_有限状态机(finite state machine,fsm)

有限状态机 FSM

有限状态机，（Finite State Machine，FSM)，简称状态机。是一种数学抽象计算模型，描述一个对象有限数量的状态以及状态间的转移条件，触发事件等行为。其逻辑特征如下：

• 有限的状态和事件，如果无限状态，则无法描述
• 任一时刻，该对象都会处于某个确定的状态中
• 满足特定条件，状态会从一个状态转移到另一个状态

简单来讲由：状态（State）、状态转换 （State Transfer）组成一个完成的状态机FSM。FSM的下一个状态和输出是由输入和当前状态决定的。如图所示：一个由A、B、C三种状态及其状态转移组成的状态机，任一时刻，都会为A、B、C其中一种，当处于某一个状态，且又被外部事件触发时，便产生状态转换。如状态机处于状态C绿灯时，加上外部15s时间触发器，则触发C➡B状态转换条件，继而系统状态从C转移到B。

如果用代码表达，则可以表示为

char fsmstate;
switch(fsmstate){
    case 'A': // 红灯状态
       EntryAction(); // 进入红灯状态的动作
       if (time_trigger(10)){ // 等待外部事件，如果触发则转移
           fsmstate = 'C'; 
        }
        ExitAction(); // 退出红灯状态时动作
       break;
    case 'B': // 黄灯状态
       EntryAction(); // 进入黄灯状态的动作
       if (time_trigger(10)){ // 等待外部事件，如果触发则转移
           fsmstate = 'C'; 
        }
        ExitAction(); // 退出黄灯状态时动作
        break; 
    case 'C': // 绿灯状态
        EntryAction(); // 进入绿灯状态的动作
        if (time_trigger(10)){ // 等待外部事件，如果触发则转移
           fsmstate = 'C'; 
        }
        /* 一个状态可以监听多个事件，进而实现不同的转移*/
        if (Green2RedByHand()){ 
           fsmstate = 'A'; 
        }
        ExitAction(); // 退出绿灯状态时动作
    default : 
       return -1; // 返回故障
}
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实际使用过程中，随着抽象程度的不断提高，往往会将一些与状态关联的动作绑定到状态内部，如定义状态进入动作 （EntryAction） 和退出动作（ExitAction）；或将状态转换拆分为状态转换条件和一系列触发事件，实现灵活描述。

状态机编程，其实是分析一个多状态对象的有力工具，如果一个对象存在有限多个状态，且从一个状态到另一个状态有确定描述，则适合用状态机描述编程，依据当前状态及当前状态所监听的事件，产生状态转移，往往更加清晰，不易出错。

状态机的描述，也并非用图不可，用表格也是很不错的选择。如马里奥的游戏马里奥状态用表格表示

注：-/-表示不存在这种状态转移

状态机编程仅是分析对象的一种思路，并不与特定代码和编程语言想绑定，如果它可以帮你理清对象状态的变化特性，那么这就是一种有效的方法，反之，如果你描述的状态机纷繁复杂，无法帮你缕清思路，则可能这种方法并不适合你当前的问题。