网站建设主体力量,本科自考科目有哪些,什么叫建设工程,外贸网站官网怎么做有限状态机#xff08;FSM#xff09; 是计算机科学中的一种数学模型#xff0c;可用于表示和控制系统的行为。它由一组状态以及定义在这些状态上的转换函数组成。FSM 被广泛用于计算机程序中的状态机制。
有限状态机#xff08;FSM#xff09;应用场景 在各种自动化系统…有限状态机FSM 是计算机科学中的一种数学模型可用于表示和控制系统的行为。它由一组状态以及定义在这些状态上的转换函数组成。FSM 被广泛用于计算机程序中的状态机制。
有限状态机FSM应用场景 在各种自动化系统的应用 例如交通信号灯、地铁站的旋转闸门、银行自动取款机等。通过对状态和转换函数的定义可以实现对系统行为的精确控制。 交通信号灯状态流转图 地铁站的旋转闸门状态流转图 银行自动取款机状态流转图 在编程领域的应用 例如在编写编译器和解释器时可以使用有限状态机FSM) 来处理词法分析。例如JSON.Parse 在Notion中应用 可以使用 有限状态机FSM) 的相关概念来构建各种工作流程例如状态转换图、状态转换表等。 在web中应用 我们熟悉的 Promise 也是一个状态机具有三个状态pending、resolved。rejected。 Promise状态流转图 登录功能流转图
类似这样的状态机的例子数不胜数甚至于人也是一种极其复杂的状态机给定一种刺激或多种刺激组合也会触发人从某种状态过渡到另一种状态。只不过复杂程度极高以至于现代科学完全无法解密这种状态机。
有限状态机FSM实现原理
具体来说FSM由以下几部分组成
初始状态系统的初始状态。状态集合表示系统可能处于的各种状态。转移函数定义系统在不同状态之间的转移条件和结果。终止状态系统在某个状态下可以停止计算。
有限状态机(FSM) 的实现基于状态转移图。状态转移图 是一个有向图它表示有限状态机(FSM) 中状态之间的转移关系。在状态转移图中每个状态表示系统的某种状态每个转移表示系统从一个状态转移到另一个状态的条件和结果。
实现简易的有限状态机FSM
实现步骤
当状态机开始执行时它会自动进入初始化状态initial state。每个状态都可以定义在进入onEnter或退出onExit该状态时发生的行为事件actions通常这些行为事件会携带副作用side effect。每个状态都可以定义触发转换transition的事件。转换定义了在退出一个状态并进入另一个状态时状态机该如何处理这种事件。在状态转换发生时可以定义可以触发的行为事件从而一般用来表达其副作用。
状态转移图 function createMachine(stateMachineDefinition) {const machine {value: stateMachineDefinition.initialState,performTransition(currentState, event) {const currentStateDefinition stateMachineDefinition[currentState];const destinationTransition currentStateDefinition.transitions[event];if (!destinationTransition) {return;}const destinationState destinationTransition.target;const destinationStateDefinition stateMachineDefinition[destinationState];destinationTransition.action();currentStateDefinition.actions.onExit();destinationStateDefinition.actions.onEnter();machine.value destinationState;return machine.value;},};return machine;
}const machine createMachine({initialState: off,off: {actions: {onEnter() {console.log(off: onEnter);},onExit() {console.log(off: onExit);},},transitions: {switch: {target: on,action() {console.log(transition action for switch in off state);},},},},on: {actions: {onEnter() {console.log(on: onEnter);},onExit() {console.log(on: onExit);},},transitions: {switch: {target: off,action() {console.log(transition action for switch in on state);},},},},
});let state machine.value;
console.log(current state: ${state});
state machine.performTransition(state, switch);
console.log(current state: ${state});
state machine.performTransition(state, switch);
console.log(current state: ${state});
有限状态机FSM的 应用实现 在状态比较多的情况下把状态、事件及 transitions 集中到一个状态机中进行统一管理。这样不需要写太多的 if-else或者 case 判断如果增加状态和事件也便于代码的维护和扩展。 文本解析器
实现思路
确定状态和输入 在编写 FSM 之前我们需要确定我们的状态和输入。在这个例子中我们将定义三个状态起始状态、数字状态和字符串状态。我们还将定义四个输入数字、字母、引号和空格。定义状态机类 现在我们可以编写代码来实现我们的 FSM 。我们需要定义一个状态机类它将接受输入并根据转移规则转换状态。该类应该包含以下属性 currentState当前状态。states状态列表。transitions转移列表。 它还应该包含以下方法transition该方法接受一个输入参数 input根据当前状态以及输入参数执行相应的状态转换。定义转移规则 我们还需要定义状态之间的转移规则。为此我们将使用转移列表其中包含状态之间的映射和输入。转移规则应该考虑当前状态和输入并根据它们确定下一个状态。如果当前状态和输入没有匹配的转移规则则应该抛出一个异常。解析文本 现在我们可以使用状态机解析文本。我们需要将文本拆分为单词并将每个单词作为输入提供给状态机。在处理完所有输入后我们可以通过调用 getInputType 方法来获取解析的令牌。
示例代码
const STATES {START: start,NUMBER: number,STRING: string,
};const INPUTS {NUMBER: number,LETTER: letter,SPACE: space,QUOTE: quote,
};const TRANSITIONS [{currentState: STATES.START,input: INPUTS.NUMBER,nextState: STATES.NUMBER,},{currentState: STATES.START,input: INPUTS.LETTER,nextState: STATES.STRING,},{ currentState: STATES.START, input: INPUTS.SPACE, nextState: STATES.START },{ currentState: STATES.START, input: INPUTS.QUOTE, nextState: STATES.STRING },{currentState: STATES.NUMBER,input: INPUTS.NUMBER,nextState: STATES.NUMBER,},{ currentState: STATES.NUMBER, input: INPUTS.SPACE, nextState: STATES.START },{currentState: STATES.STRING,input: INPUTS.LETTER,nextState: STATES.STRING,},{ currentState: STATES.STRING, input: INPUTS.SPACE, nextState: STATES.START },{ currentState: STATES.STRING, input: INPUTS.QUOTE, nextState: STATES.START },
];class TextParse {constructor() {this.currentState STATES.START;this.buffer ;this.type;}performTransition(input) {const transition TRANSITIONS.find((t) t.currentState this.currentState t.input input.type);if (!transition)throw new Error(Invalid input ${input.value} for state ${this.currentState});this.currentState transition.nextState;if (this.currentState STATES.START) {const token this.buffer;const type this.type;this.buffer ;this.type ;return {type,value: token,};} else {this.buffer input.value;this.type input.type;}}
}function textParse(input) {const textParse new TextParse();const tokens [];for (let i 0; i input.length; i) {const char input[i];try {const token textParse.performTransition({type: getInputType(char),value: char,});if (token) {tokens.push(token);}} catch (e) {console.error(e.message);return null;}}const lastToken textParse.performTransition({ type: INPUTS.SPACE });if (lastToken) {tokens.push(lastToken);}return tokens;
}function getInputType(char) {if (/[0-9]/.test(char)) {return INPUTS.NUMBER;} else if (/[a-zA-Z]/.test(char)) {return INPUTS.LETTER;} else if (/[\s\n\t\r]/.test(char)) {return INPUTS.SPACE;} else if (char ) {return INPUTS.QUOTE;} else {throw new Error(Unknown input type for ${char});}
}// Example usage:
console.log(textParse(123 abc def ghi 456));
// [
// { type: number, value: 123 },
// { type: letter, value: abc },
// { type: letter, value: def },
// { type: letter, value: ghi },
// { type: , value: },
// { type: number, value: 456 }
// ]示例代码
web 应用
使用 有限状态机FSM 结合 React 构建 web 应用不局限于身份认证登录步骤表单有蛮多 web 应用在有限状态机FSM的实践 下面主要描述 从有限状态机FSM在服务端拉取数据的状态转移上的应用 状态转移图 状态集States, 转换规则Transitions
const states {INITIAL: idle,LOADING: loading,SUCCESS: success,FAILURE: failure,
};const transitions {[states.INITIAL]: {fetch: () /* Returns states.LOADING */,},[states.LOADING]: {},[states.SUCCESS]: {reload: () /* Returns states.LOADING */,clear: () /* Returns states.INITIAL */,},[states.FAILURE]: {retry: () /* Returns states.LOADING */,clear: () /* Returns states.INITIAL */,},
}示例代码
总结
结合前端应用的探索体现的不多可以再作为第二篇内容去探讨有兴趣的同学可以尝试一下 有限状态机FSM 在 web 上的应用探索以及 Xstate库FSM封装的功能性库 的应用以及跟 状态管理库 差异化的知识。在这里提醒一点状态管理库 Redux 和 Xstate 并不是互斥的Xstate 关注的是如何设计状态状态管理库关注的是如何管理状态。事实上状态机几乎可以与任何无主见的状态管理工具一起使用。我鼓励您探索各种方法以确定最适合您、您的团队和您的应用程序的方法。
