一个状态机的实现
interface IState { string Name { get; set; } //后件处理 IList<IState> Nexts { get; set; } Func<IState /*this*/, IState /*next*/> Selector { get; set; } } class State : IState { public string Name { get; set; } = "State"; IList<IState> IState.Nexts { get; set; } = new List<IState>(); public Func<IState, IState> Selector { get; set; } }
状态比较简单，一个Name标识，一个后件状态列表，然后一个状态选择器。
比如状态a，可以转移到状态b,c,d，那么选择器就是其中一个。至于怎么选，就让用户来定义实际的选择器了。
delegate bool HandleType<T>(IState current, IState previous,ref T value); interface IContext<T> : IEnumerator<T>, IEnumerable<T> { //data T Value { get; set; } //前件处理 IDictionary<Tuple<IState/*this*/, IState/*previous*/>, HandleType<T>> Handles { get; set; } IState CurrentState { get; set; } bool transition(IState next); }
和状态类State关注后件状态不同，上下文类Context关注前件状态。当跳转到一个新的状态，这个过程中就要根据当前状态来实施不同的策略。比如想进入状态c，根据当前状态是a, b,d 有不同的处理程序。这种转移处理程序，是一一对应的，所以用了 Tuple<进入的状态，当前状态> 来描述一个跳转链。然后用Dictionary 捆绑相关的处理程序。
上下文会携带 T Value 数据，要怎么处理这种数据？我是通过ref 参数来传递给处理程序。因为我不想IState 关心上下文的构造，它只需要关注实际的数据 T value;
上下文保存数据和当前状态，然后通过transiton 让用户控制状态的转移。这里面有一个重复，因为IState有选择器来控制状态转移了。为什么要这么处理？我是为了构造一个跳转序列。引入IEnumerator和IEnumerable接口，然状态可以在选择器的作用下自动跳转，然后用foreach 读取结果序列（只是不知道有什么用）。
class Context<T> : IContext<T> { T data; T IContext<T>.Value { get=>data ; set=>data = value; } IDictionary<Tuple<IState, IState>, HandleType<T>> IContext<T>.Handles { get; set; } = new Dictionary<Tuple<IState, IState>, HandleType<T>>(); public IState CurrentState { get; set;} T IEnumerator<T>.Current => (this as IContext<T>).Value ; object IEnumerator.Current => (this as IContext<T>).Value; bool IContext<T>.transition(IState next) { IContext<T> context= this as IContext<T>; if (context.CurrentState == null || context.CurrentState.Nexts.Contains(next)) { //前件处理 var key = Tuple.Create(next, context.CurrentState); if (context.Handles.ContainsKey(key) && context.Handles[key] !=null) if (!context.Handles[key](next, context.CurrentState,ref this.data)) return false; context.CurrentState = next; return true; } return false; } bool IEnumerator.MoveNext() { //后件处理 IContext<T> context = this as IContext<T>; IState current = context.CurrentState; if (current == null) throw new Exception("必须设置初始状态"); if (context.CurrentState.Selector != null) { IState next= context.CurrentState.Selector(context.CurrentState); return context.transition(next); } return false; } void IEnumerator.Reset() { throw new NotImplementedException(); } #region IDisposable Support private bool disposedValue = false; // 要检测冗余调用 protected virtual void Dispose(bool disposing) { if (!disposedValue) { if (disposing) { // TODO: 释放托管状态(托管对象)。 } // TODO: 释放未托管的资源(未托管的对象)并在以下内容中替代终结器。 // TODO: 将大型字段设置为 null。 disposedValue = true; } } // TODO: 仅当以上 Dispose(bool disposing) 拥有用于释放未托管资源的代码时才替代终结器。 // ~Context() { // // 请勿更改此代码。将清理代码放入以上 Dispose(bool disposing) 中。 // Dispose(false); // } // 添加此代码以正确实现可处置模式。 void IDisposable.Dispose() { // 请勿更改此代码。将清理代码放入以上 Dispose(bool disposing) 中。 Dispose(true); // TODO: 如果在以上内容中替代了终结器，则取消注释以下行。 // GC.SuppressFinalize(this); } IEnumerator<T> IEnumerable<T>.GetEnumerator() { return this; } IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator() { return this; } #endregion }
重点关注transition函数和MoveNext函数。
bool IContext<T>.transition(IState next) { IContext<T> context= this as IContext<T>; if (context.CurrentState == null || context.CurrentState.Nexts.Contains(next)) { //前件处理 var key = Tuple.Create(next, context.CurrentState); if (context.Handles.ContainsKey(key) && context.Handles[key] !=null) if (!context.Handles[key](next, context.CurrentState,ref this.data)) return false; context.CurrentState = next; return true; } return false; }
做的事也很简单，就是调用前件处理程序，处理成功就转移状态，否则退出。
bool IEnumerator.MoveNext() { //后件处理 IContext<T> context = this as IContext<T>; IState current = context.CurrentState; if (current == null) throw new Exception("必须设置初始状态"); if (context.CurrentState.Selector != null) { IState next= context.CurrentState.Selector(context.CurrentState); return context.transition(next); } return false; }
MoveNext通过选择器来选择下一个状态。
总的来说，我这个状态机的实现只是一个框架，没有什么功能，但是我感觉是比较容易编写状态转移目录树的。
用户首先要创建一组状态，然后建立目录树结构。我的实现比较粗糙，因为用户要分别构建目录树，前件处理器，还有后件选择器这三个部分。编写测试代码的时候，我写了9个状态的网状结构，结果有点眼花缭乱。要是能统一起来估计会更好一些。
要关注的是第一个状态，和最后的状态的构造，否则无法停机，嵌入死循环。
//测试代码 //---------创建部分--------- string mess = "";
//3 IState s3 = new State() { Name = "s3" }; //2 IState s2 = new State() { Name = "s2" }; //1 IState s1 = new State() { Name = "s1" }; //---------组合起来--------- s1.Nexts = new List<IState> { s2, s3 }; s2.Nexts = new List<IState> { s1, s3 }; s3.Nexts = new List<IState> { }; //注意end写法 //---------上下文--------- //transition IContext<int> cont = new Context<int> { CurrentState=s1};//begin cont.Value = 0; //---------状态处理器--------- HandleType<int> funcLaji = (IState current, IState previous, ref int v) => { mess += $"{current.Name}:垃圾{previous.Name}\n"; v++; return true; }; //1 cont.Handles.Add(Tuple.Create(s1 , default(IState)), funcLaji); cont.Handles.Add(Tuple.Create(s1, s2), funcLaji); //2 cont.Handles.Add(Tuple.Create(s2, s1), funcLaji); //3 cont.Handles.Add(Tuple.Create(s3, s1), funcLaji); cont.Handles.Add(Tuple.Create(s3, s2), funcLaji); //---------状态选择器--------- var rval = new Random(); Func<int,int> round = x => rval.Next(x); s1.Selector = st => round(2)==0? s2:s3; s2.Selector = st => round(2)==0? s1:s3;
构造完毕后，就可以使用这个状态机了。
//选择器跳转 mess += "选择器跳转：\n------------------------\n"; foreach (var stor in cont) mess+=$"状态转变次数：{stor}\n"; //直接控制跳转 mess += "\n直接控制状态跳转：\n------------------------\n"; cont.transition(s1); cont.transition(s2); cont.transition(s3);
分享到此，谢谢。
