【講古堂】狀態機（二）

狀態機

狀態機的概念是來自硬件的。描述一系列狀態轉換的電路叫狀態機。主要用來實現一個數字系統設計中的控制部分。運行模式相似於CPU，但和CPU相比，具備結構簡單、易讀易懂等特色。

對於無限個狀態（無限狀態機，Infinite State Machine，ISM）是難以檢證的，因此這裏所說的狀態機一般是指有限狀態機或有窮狀態機，即Finite State Machine，FSM。

狀態模式能夠容許客戶端改變狀態的轉換行爲，而狀態機則是可以自動改變狀態，狀態機是一個比較獨立的並且複雜的機制。

狀態機看上去就像是一個有向圖，其中狀態是圖的節點，而狀態轉換則是圖的邊。

此外這些狀態中還必須有一個初始狀態和至少一個接受狀態。

可是因爲一些緣由並不會執行初始化（initialization），而是直接經過一個節點進入狀態是容許的，則此節點稱之爲進入節點（Entry Point）。

進入終了狀態的節點稱爲退出節點（Exit Point）

 

轉移（Transitions）是兩個狀態之間的一種關係，表示對象將在源狀態（Source State）中，由於預先定義的觸發器的發生致使警界條件知足時進入目標狀態（Target State）。

觸發器（Trigger）：是轉移的誘因，能夠是一個信號，事件、條件變化（a change in some condition）和時間表達式。

警界條件（Guard Condition）：當警界條件知足時，事件纔會引起轉移（Transition）。

結果（Effect）：對象狀態轉移後的結果。

狀態能夠有返回自身狀態的轉移，稱之爲自身轉移（Self-Transitions）。

 

動做（Actions）是一個可執行的原子操做,也就是說動做是不可中斷的，其執行時間是可忽略不計的。

 

源狀態 Source State ：即受轉換影響的狀態

目標狀態 Target State ：當轉換完成後，對象的狀態

觸發事件 (Trigger) Event ：用來爲轉換定義一個事件，包括調用、改變、信號、時間四類事件

監護條件 (Guard Condition) ：布爾表達式，決定是否激活轉換、

動做 (Action) ：轉換激活時的操做

 

對象狀態轉移後的結果顯示在轉移線上，若是目標狀態有許多轉移，並且每一個轉移有相同的結果，這時把轉移後的結果（Effect）展現在目標狀態中（Target State）更好一些，能夠定義進入動做（Entry Action ）和退出動做（Exit Action）

嵌套在另一個狀態中的狀態稱之爲子狀態（sub-state）,一個含有子狀態的狀態被稱做組合狀態（Compound States）。

歷史狀態（History States）是一個僞狀態（Pseudostate）,其目的是記住從組合狀態中退出時所處的子狀態，當再次進入組合狀態，可直接進入這個子狀態，而不是再次從組合狀態的初態開始。

併發區域（Concurrent Regions）

狀態圖能夠分爲區域，而區域又包括退出或者當前執行的子狀態。說明組合狀態在某一時刻能夠同時達到多個子狀態。

 

狀態，存儲了關於過去的信息，就是說：它反映從系統開始到如今時刻的輸入變化。

轉移指示狀態變動，而且用必須知足確使轉移發生的條件來描述它。

動做是在給定時刻要進行的活動的描述。有多種類型的動做：

進入動做（entry action）：在進入狀態時進行

退出動做：在退出狀態時進行

輸入動做：依賴於當前狀態和輸入條件進行

轉移動做：在進行特定轉移時進行