一个状态机的实现

实现一个状态机通常需要完成以下几个步骤：

1. 确定状态

首先，需要确定状态集合，即定义所有可能的状态。接着，需要确定一个初始状态。

例如，在一个简单的游戏中，可能存在三个状态：等待开始、游戏进行、游戏结束。并且游戏刚开始时，状态是等待开始。

2. 确定转移条件

确定状态后，需要考虑状态之间如何转移，即定义转移条件。转移条件通常以输入事件或其他状态的发生作为条件。

例如，在上述游戏的状态机中，当玩家开始游戏时，状态从等待开始转移至游戏进行状态。当游戏结束时，状态从游戏进行转移至游戏结束状态。

3. 设计状态转移

现在，需要确定各个状态之间的转移路径，即设计状态转移图，描述各种状态之间的转移条件和转移方式。

例如，在上述游戏状态机中，可以通过设计以下状态转移图来表示：

图1：游戏状态机

+------------------------+
|                        |
|      等待开始状态      |
|                        |
+------------------------+
          | 开始游戏
          |
          V
+------------------------+
|                        |
|      游戏进行状态      |
|                        |
+------------------------+
          | 游戏结束
          |
          V
+------------------------+
|                        |
|      游戏结束状态      |
|                        |
+------------------------+

4. 实现状态机

现在，在已经定义好状态集合、转移条件、转移路径的基础上，需要按照状态转移图的设计，实现状态机的代码。

例如，在 JavaScript 中，可以按照以下代码实现上述状态机功能：

// 定义状态集合
const GameState = {
  WAITING: 'WAITING',
  PLAYING: 'PLAYING',
  END: 'END',
};

// 定义状态机对象
const stateMachine = {
  state: GameState.WAITING,
  transition(state, input) {
    switch (state) {
      case GameState.WAITING:
        if (input === 'start') {
          return GameState.PLAYING;
        }
        break;
      case GameState.PLAYING:
        if (input === 'end') {
          return GameState.END;
        }
        break;
      default:
        break;
    }
    return state;
  },
};

// 玩家点击开始按钮
stateMachine.state = stateMachine.transition(stateMachine.state, 'start');
console.log(stateMachine.state);

// 玩家点击游戏结束按钮
stateMachine.state = stateMachine.transition(stateMachine.state, 'end');
console.log(stateMachine.state);

以上代码中，stateMachine 对象拥有一个 state 属性表示当前状态，以及一个 transition 方法用于处理状态转移。该方法接收两个参数：当前状态和输入事件，返回下一个状态。

示例说明

示例1： 简单的开关灯状态机

开关灯状态机有以下两种状态：

• 开
• 关

该状态机可以通过以下状态转移图来表示：

图2：开关灯状态机

+----------------+
|                |
|    开状态      |
|                |
+----------------+
      | 关闭灯
      |
      V
+----------------+
|                |
|    关状态      |
|                |
+----------------+
      | 开启灯
      |
      V
+----------------+
|                |
|    开状态      |
|                |
+----------------+

下面是该状态机的 JavaScript 实现示例代码：

// 定义状态集合
const LightState = {
  ON: 'ON',
  OFF: 'OFF',
};

// 定义状态机对象
const lightSwitch = {
  state: LightState.OFF,
  transition(state, input) {
    switch (state) {
      case LightState.ON:
        if (input === 'turnOff') {
          return LightState.OFF;
        }
        break;
      case LightState.OFF:
        if (input === 'turnOn') {
          return LightState.ON;
        }
        break;
      default:
        break;
    }
    return state;
  },
};

// 灯开启
lightSwitch.state = lightSwitch.transition(lightSwitch.state, 'turnOn');
console.log(lightSwitch.state);

// 灯关闭
lightSwitch.state = lightSwitch.transition(lightSwitch.state, 'turnOff');
console.log(lightSwitch.state);

示例2：简化的订单状态机

订单状态机有以下三种状态：

• 待支付
• 已支付
• 已发货

该状态机可以通过以下状态转移图来表示：

图3：订单状态机

+------------------------+
|                        |
|      待支付状态        |
|                        |
+------------------------+
          | 支付成功
          |
          V
+------------------------+
|                        |
|      已支付状态        |
|                        |
+------------------------+
          | 发货成功
          |
          V
+------------------------+
|                        |
|      已发货状态        |
|                        |
+------------------------+

下面是该状态机的 JavaScript 实现示例代码：

// 定义状态集合
const OrderState = {
  UNPAID: 'UNPAID',
  PAID: 'PAID',
  SHIPPED: 'SHIPPED',
};

// 定义状态机对象
const order = {
  state: OrderState.UNPAID,
  transition(state, input) {
    switch (state) {
      case OrderState.PAID:
        if (input === 'ship') {
          return OrderState.SHIPPED;
        }
        break;
      case OrderState.UNPAID:
        if (input === 'pay') {
          return OrderState.PAID;
        }
        break;
      default:
        break;
    }
    return state;
  },
};

// 订单支付
order.state = order.transition(order.state, 'pay');
console.log(order.state);

// 发货
order.state = order.transition(order.state, 'ship');
console.log(order.state);

以上是两个状态机实现的示例，实现状态机的方法可以根据具体应用场景进行选择，但以上提到的步骤和实现方式可为实现状态机提供一个基本的思路和参考。