Java状态机的一种优雅写法分享

下面是详细的Java状态机优雅写法攻略：

什么是Java状态机

Java状态机是一种将系统状态和事件之间的转换关系表述出来的方法，常用于开发物联网、自动控制等领域的程序。状态机分为有限状态机和无限状态机两种。在有限状态机中，状态和事件都是有限的，而在无限状态机中，状态和事件是无限的。

Java状态机的一种优雅写法

状态机是一种常见的编程模式，Java中也不例外。Java状态机的一种优雅写法是使用枚举和接口的组合来实现，它提供了一种高效、简洁、易读的状态机实现方式。

具体来说，Java状态机的一种优雅写法包含以下几个步骤：

1. 编写一个接口，代表状态机中的状态。

public interface State {
    public abstract void execute(Context context);
}

1. 编写一个枚举类，代表状态机中的事件。

public enum Event {
    START,
    STOP,
    FINISH
}

1. 编写一个上下文类，用于管理状态和事件之间的转换。

public class Context {
    private State currentState;

    public void setCurrentState(State currentState) {
        this.currentState = currentState;
    }

    public State getCurrentState() {
        return currentState;
    }

    public void execute(Event event) {
        currentState.execute(this);
    }
}

1. 编写状态机中的具体状态类，实现接口并实现execute方法。

public enum StateA implements State {
    INSTANCE;

    @Override
    public void execute(Context context) {
        switch (event) {
            case START:
                context.setCurrentState(StateB.INSTANCE);
                break;
            case STOP:
                context.setCurrentState(StateC.INSTANCE);
                break;
            default:
                break;
        }
    }
}

public enum StateB implements State {
    INSTANCE;

    @Override
    public void execute(Context context) {
        switch (event) {
            case FINISH:
                context.setCurrentState(StateA.INSTANCE);
                break;
            default:
                break;
        }
    }
}

public enum StateC implements State {
    INSTANCE;

    @Override
    public void execute(Context context) {
        switch (event) {
            case FINISH:
                context.setCurrentState(StateA.INSTANCE);
                break;
            default:
                break;
        }
    }
}

1. 最后，在主程序中实现状态机的调用。

public static void main(String[] args) {
    Context context = new Context();
    context.setCurrentState(StateA.INSTANCE);

    context.execute(Event.START);
    context.execute(Event.STOP);
    context.execute(Event.FINISH);
}

这样就可以使用Java状态机的一种优雅写法来实现状态机的功能了。

示例一

以下是一个简单的“交通信号灯”状态机的例子：

public enum Signal implements State {
    RED {
        @Override
        public void execute(Context context) {
            switch (event) {
                case NEXT:
                    context.setCurrentState(YELLOW);
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    },
    YELLOW {
        @Override
        public void execute(Context context) {
            switch (event) {
                case NEXT:
                    context.setCurrentState(GREEN);
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    },
    GREEN {
        @Override
        public void execute(Context context) {
            switch (event) {
                case NEXT:
                    context.setCurrentState(RED);
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    };

    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context();
        context.setCurrentState(RED);

        context.execute(Event.NEXT);
        context.execute(Event.NEXT);
        context.execute(Event.NEXT);
    }
}

在上述示例中，我们使用枚举Signal来表示交通灯的三种颜色：红、黄、绿。同时，我们也定义了事件NEXT表示下一步，表示交通灯应该切换到下一个状态。在枚举的每个状态中，我们都实现了execute方法以定义状态机的行为。在主程序中，我们定义了一个Context实例，并通过它来执行状态机。

示例二

以下是一个更加复杂的“订单状态”状态机的例子：

public enum OrderState implements State {
    CREATED {
        @Override
        public void execute(Context context) {
            switch (event) {
                case CANCEL:
                    context.setCurrentState(CANCELLED);
                    break;
                case PAY:
                    context.setCurrentState(PAID);
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    },
    PAID {
        @Override
        public void execute(Context context) {
            switch (event) {
                case CANCEL:
                    context.setCurrentState(REFUNDED);
                    break;
                case SHIP:
                    context.setCurrentState(SHIPPED);
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    },
    SHIPPED {
        @Override
        public void execute(Context context) {
            switch (event) {
                case RECEIVE:
                    context.setCurrentState(RECEIVED);
                    break;
                default:
                    break;
            }
        }
    },
    CANCELLED {
        @Override
        public void execute(Context context) {
            switch (event) {
                default:
                    break;
            }
        }
    },
    REFUNDED {
        @Override
        public void execute(Context context) {
            switch (event) {
                default:
                    break;
            }
        }
    },
    RECEIVED {
        @Override
        public void execute(Context context) {
            switch (event) {
                default:
                    break;
            }
        }
    };

    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context();
        context.setCurrentState(CREATED);

        context.execute(Event.PAY);
        context.execute(Event.SHIP);
        context.execute(Event.RECEIVE);
    }
}

在上述示例中，我们使用枚举OrderState来表示订单的六种状态：已创建、已支付、已发货、已取消、已退款、已收货。我们定义了事件CANCEL、PAY、SHIP、RECEIVE四个事件，分别表示取消订单、支付订单、发货订单、确认收货。在每个状态的execute方法中，我们对于不同的事件进行了相应的转移操作。在主程序中，我们定义了一个Context实例，并通过它来执行状态机。

通过这两个示例，我们可以更好地理解Java状态机的一种优雅写法是如何实现的。