通用FSM设计 java类图设计-CFANZ编程社区

通用FSM设计的Java类图设计

在这篇文章中，我们将学习如何实现一个通用的有限状态机（FSM）设计，并用Java类图来进行结构化设计。有限状态机是一种状态转换的模型，可以用于多种场景，如游戏开发、工作流管理等。

流程概述

首先，我们需要明确实现FSM的基本步骤。下面是实现FSM设计的流程：

步骤	描述
1	定义状态类
2	定义事件类
3	创建状态管理器
4	实现状态转换逻辑
5	使用状态机

接下来，我们将详细解释每一步。

步骤1：定义状态类

每个状态都需要一个类来表示，它将包含状态名称和可能的转换。

// 定义状态类
public class State {
    private String name; // 状态名称

    public State(String name) { // 状态构造器
        this.name = name;
    }

    public String getName() { // 获取状态名称
        return name;
    }
}

步骤2：定义事件类

事件类用于表示能够触发状态变化的条件。

// 定义事件类
public class Event {
    private String name; // 事件名称

    public Event(String name) { // 事件构造器
        this.name = name;
    }

    public String getName() { // 获取事件名称
        return name;
    }
}

步骤3：创建状态管理器

状态管理器将维护当前状态，并处理状态的转换。

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

// 定义状态管理器类
public class StateMachine {
    private State currentState; // 当前状态
    private Map<State, Map<Event, State>> transitions; // 转换映射

    public StateMachine(State initialState) { // 构造器
        this.currentState = initialState;
        this.transitions = new HashMap<>();
    }

    // 添加状态转换
    public void addTransition(State from, Event event, State to) {
        transitions
            .computeIfAbsent(from, k -> new HashMap<>())
            .put(event, to);
    }

    // 处理事件
    public void handleEvent(Event event) {
        Map<Event, State> eventMap = transitions.get(currentState);
        if (eventMap != null && eventMap.containsKey(event)) {
            currentState = eventMap.get(event); // 更新当前状态
            System.out.println("状态转变到：" + currentState.getName());
        } else {
            System.out.println("无效事件，无法转换状态");
        }
    }

    public State getCurrentState() { // 获取当前状态
        return currentState;
    }
}

步骤4：实现状态转换逻辑

现在我们可以在StateMachine中添加状态转换逻辑了。

public class FSMExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义状态
        State idleState = new State("Idle");
        State runningState = new State("Running");
        
        // 定义事件
        Event startEvent = new Event("Start");
        Event stopEvent = new Event("Stop");

        // 创建状态机
        StateMachine fsm = new StateMachine(idleState);

        // 添加状态转换
        fsm.addTransition(idleState, startEvent, runningState); // 从Idle到Running
        fsm.addTransition(runningState, stopEvent, idleState); // 从Running到Idle

        // 触发事件
        fsm.handleEvent(startEvent); // 期望状态转变到Running
        fsm.handleEvent(stopEvent); // 期望状态转变到Idle
    }
}