状态机的一点儿事（fsm-smr-dfsm）

有限状态机（Finite State Machine）

有限状态机（英语：finite-state machine，缩写：FSM）又称有限状态自动机（英语：finite-state automaton，缩写：FSA），简称状态机，是表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学计算模型。- 维基百科

有限状态机的要素
- 状态：状态是有限个的，任一时刻，只处于一种状态
- 条件：用于触发状态转移动作的“事件”，条件被满足（输入）就会触发相应动作
- 动作：条件满足后，执行状态转移的行为
- 转换：从一个状态转换为另一个状态，转换一般由状态转换函数完成

让我们来看下有限状态机的经典例子：旋转闸机（这年代闸机基本不用硬币了😂）

使用状态图表示的话就是下面这样子：

状态：旋转闸机只有两种状态：锁定和解锁
条件、动作、转换：闸机的初始状态是锁定（Locked）的，当游客放置硬币（Coin）到闸机中时，闸机就会转换为解锁（Un-locked）状态，当游客执行推动作通过闸机后，闸机状态又会被转换为锁定（Locked）。
- 当闸机处于解锁（Un-locked）状态时，反复的放硬币是没有用的，状态不会变，同理，锁定态时，反复 Push 旋转门也是没用的，闸机状态不会变，游客通过不了。

用状态转换表表示如下图：

Go 实现旋转门的 FSM

基于 Go 语言，可实现旋转门闸机的 FSM 如下，StateTransitionTable 即为状态转换表：

package main

import (
	"bufio"
	"fmt"
	"log"
	"os"
	"strings"
)

const (
	Locked = iota
	Unlocked
)

const (
	InputCoin = "coin"
	InputPush = "push"
)

type State uint32

type StateTransitionTableDef struct {
	State State
	Input string
}

// Action
type TransitionFunc func(state *State)

var StateTransitionTable = map[StateTransitionTableDef]TransitionFunc{
	{Locked, InputCoin}: func(state *State) {
		fmt.Println("Unlocks the turnstile so that the customer can push through.")
		*state = Unlocked
	},
	{Locked, InputPush}: func(state *State) {
		fmt.Println("The turnstile has been locked.")
	},
	{Unlocked, InputCoin}: func(state *State) {
		fmt.Println("The turnstile has been unlocked.")
	},
	{Unlocked, InputPush}: func(state *State) {
		fmt.Println("When the customer has pushed through, locks the turnstile.")
		*state = Locked
	},
}

type TurnStile struct {
	State State
}

func (t *TurnStile) ExecuteAction(action string) {
	stateActionTupple := StateTransitionTableDef{
		t.State,
		strings.TrimSpace(action),
	}

	if transFunc := StateTransitionTable[stateActionTupple]; transFunc == nil {
		fmt.Println("Unknown action, please try again!")
	} else {
		transFunc(&t.State)
	}
}

func main() {
	turnstileFSM := &TurnStile{
		State: Locked, // Initial State
	}

	prompt(turnstileFSM.State)
	reader := bufio.NewReader(os.Stdin)

	for {
		action, err := reader.ReadString('\n')
		if err != nil {
			log.Fatalln(err)
		}

		turnstileFSM.ExecuteAction(action)
	}
}

func prompt(s State) {
	m := map[State]string{
		Locked:   "Locked",
		Unlocked: "Unlocked",
	}
	fmt.Printf("current state is: [%s], please input action: [coin | push]: \n", m[s])
}