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Java狀態(tài)機(jī)的一種優(yōu)雅寫法分享

更新時(shí)間：2023年04月12日 10:40:29 作者：haohulala

狀態(tài)機(jī)是一種數(shù)學(xué)模型，對(duì)于我們業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)有很大的幫助。我們可以用非常多的方法實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)，這篇文章就來(lái)介紹一個(gè)狀態(tài)機(jī)優(yōu)雅的實(shí)現(xiàn)方法，希望對(duì)大家有所幫助

狀態(tài)機(jī)是一種數(shù)學(xué)模型，對(duì)于我們業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)有很大的幫助。

我們可以用非常多的方法實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)，比如用茫茫多的if-else來(lái)進(jìn)行條件判斷，但是這種原始的方法并不夠優(yōu)雅，這篇文章就來(lái)介紹一個(gè)狀態(tài)機(jī)優(yōu)雅的實(shí)現(xiàn)方法。

話不多說(shuō)，直接進(jìn)入正題。

假設(shè)我們有兩個(gè)狀態(tài)

這個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換非常簡(jiǎn)單，我們來(lái)試著用java實(shí)現(xiàn)一下

程序結(jié)構(gòu)如下圖

我們先來(lái)介紹一下?tīng)顟B(tài)的表示

public class StateTransaction {
 
    // 當(dāng)前狀態(tài)
    private StateEnum currentState;
    // 相對(duì)應(yīng)動(dòng)作
    private ActionEnum action;
    // 下一個(gè)狀態(tài)
    private StateEnum nextState;
    // 相應(yīng)事件
    private Event event;
 
    public StateTransaction() {
 
    }
 
    public StateEnum getCurrentState() {
        return currentState;
    }
 
    public ActionEnum getAction() {
        return action;
    }
 
    public StateEnum getNextState() {
        return nextState;
    }
 
    public Event getEvent() {
        return event;
    }
 
    // 鏈?zhǔn)匠跏蓟瘜?duì)象
    public StateTransaction source(StateEnum state) {
        currentState = state;
        return this;
    }
    public StateTransaction when(ActionEnum action) {
        this.action = action;
        return this;
    }
    public StateTransaction target(StateEnum state) {
        nextState = state;
        return this;
    }
    public StateTransaction how(Event event) {
        this.event = event;
        return this;
    }
 
}

可以看到，表示狀態(tài)的量一共有四個(gè)，分別是：

currentState：表示當(dāng)前狀態(tài)
action：表示相應(yīng)動(dòng)作
nextState：表示下一個(gè)狀態(tài)
event：表示相應(yīng)事件

這個(gè)四元組的含義就是，當(dāng)處于currentState狀態(tài)的時(shí)候，如果發(fā)生了action動(dòng)作，就會(huì)轉(zhuǎn)移到nextState狀態(tài)，并且會(huì)觸發(fā)event事件的響應(yīng)。

注意看鏈?zhǔn)匠跏蓟乃膫€(gè)方法，這四個(gè)方法的定義讓狀態(tài)的初始化變得很優(yōu)雅。

接著來(lái)看一下事件，Event是一個(gè)接口，其他具體的事件實(shí)現(xiàn)該接口進(jìn)行某些操作，我們這個(gè)程序就直接打印一些信息，不做復(fù)雜的操作

public interface Event {
 
    public String handle();
 
}

public class PlayBasketballEvent implements Event{
    @Override
    public String handle() {
        System.out.println("開(kāi)始打籃球");
        return "開(kāi)始打籃球";
    }
}

public class SingDanceRapEvent implements Event{
    @Override
    public String handle() {
        System.out.println("開(kāi)始唱，跳，rap");
        return "開(kāi)始唱，跳，rap";
    }
}

除此之外，我們還要定義兩個(gè)枚舉類，分別表示狀態(tài)和動(dòng)作

public enum StateEnum {
    // 打籃球
    PLAY_BASKETBALL,
    // 唱跳rap
    SING_DANCE_RAP
}
public enum ActionEnum {
    // 音樂(lè)起
    MUSIC_ON,
    // 音樂(lè)結(jié)束
    MUSIC_OFF
}

上面準(zhǔn)備工作都做完后，我們需要一個(gè)狀態(tài)機(jī)類，來(lái)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移

public class StateMachine {
 
    // 存儲(chǔ)狀態(tài)信息
    private List<StateTransaction> stateTransactionList;
    // 記錄當(dāng)前狀態(tài)
    private StateEnum currentState;
 
    public StateMachine(StateEnum state) {
        currentState = state;
        stateTransactionList = new ArrayList<>();
    }
 
    // 添加一條狀態(tài)信息
    public StateTransaction addone() {
        StateTransaction stateTransaction = new StateTransaction();
        stateTransactionList.add(stateTransaction);
        return stateTransaction;
    }
 
    // 進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移
    public StateTransaction execute(ActionEnum action) {
        for(int i=0; i<stateTransactionList.size(); i++) {
            if(currentState==stateTransactionList.get(i).getCurrentState() &&
                action==stateTransactionList.get(i).getAction()) {
                stateTransactionList.get(i).getEvent().handle();
                currentState = stateTransactionList.get(i).getNextState();
                return stateTransactionList.get(i);
            }
        }
        return null;
    }
 
}

上述代碼有兩個(gè)方法比較關(guān)鍵，分別是addone()和execute()

先來(lái)說(shuō)addone()，方法首先初始化一個(gè)StateTransaction對(duì)象，然后放到List里面，最后將這個(gè)對(duì)象返回，我們拿到這個(gè)對(duì)象就可以往里面填內(nèi)容了。

再說(shuō)說(shuō)execute()，這個(gè)方法接收ActionEnum作為參數(shù)，然后會(huì)遍歷列表，尋找一條當(dāng)前狀態(tài)經(jīng)過(guò)相應(yīng)動(dòng)作變化得到的下一個(gè)對(duì)象的這么一個(gè)狀態(tài)信息，如果找到了就執(zhí)行event中的handle()方法，并且將當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)移，最后將StateTransaction返回，如果沒(méi)找到就返回null。

最后來(lái)看一下初始化的方法

public class StateMachineTest {
 
    public static void main(String[] args) {
        StateMachine machine = new StateMachine(StateEnum.PLAY_BASKETBALL);
        // 打籃球的時(shí)候，一旦音樂(lè)起，就會(huì)開(kāi)始唱跳rap
        machine.addone().source(StateEnum.PLAY_BASKETBALL).when(ActionEnum.MUSIC_ON)
                .target(StateEnum.SING_DANCE_RAP).how(new SingDanceRapEvent());
        // 唱跳rap的時(shí)候，一旦音樂(lè)停止，就會(huì)開(kāi)始打籃球
        machine.addone().source(StateEnum.SING_DANCE_RAP).when(ActionEnum.MUSIC_OFF)
                .target(StateEnum.PLAY_BASKETBALL).how(new PlayBasketballEvent());
        machine.execute(ActionEnum.MUSIC_ON);
        machine.execute(ActionEnum.MUSIC_OFF);
    }
 
}

可以看到，我們直接用鏈?zhǔn)降姆椒ň湍軇?chuàng)建一條狀態(tài)轉(zhuǎn)移信息，非常優(yōu)雅

程序輸出如下