Java狀態(tài)機的一種優(yōu)雅寫法分享

更新時間：2023年04月12日 10:40:29 作者：haohulala

狀態(tài)機是一種數學模型，對于我們業(yè)務實現有很大的幫助。我們可以用非常多的方法實現狀態(tài)機，這篇文章就來介紹一個狀態(tài)機優(yōu)雅的實現方法，希望對大家有所幫助

狀態(tài)機是一種數學模型，對于我們業(yè)務實現有很大的幫助。

我們可以用非常多的方法實現狀態(tài)機，比如用茫茫多的if-else來進行條件判斷，但是這種原始的方法并不夠優(yōu)雅，這篇文章就來介紹一個狀態(tài)機優(yōu)雅的實現方法。

話不多說，直接進入正題。

假設我們有兩個狀態(tài)

這個狀態(tài)轉換非常簡單，我們來試著用java實現一下

程序結構如下圖

我們先來介紹一下狀態(tài)的表示

public class StateTransaction {
 
    // 當前狀態(tài)
    private StateEnum currentState;
    // 相對應動作
    private ActionEnum action;
    // 下一個狀態(tài)
    private StateEnum nextState;
    // 相應事件
    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;
    }
 
    // 鏈式初始化對象
    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，分別是：

currentState：表示當前狀態(tài)
action：表示相應動作
nextState：表示下一個狀態(tài)
event：表示相應事件

這個四元組的含義就是，當處于currentState狀態(tài)的時候，如果發(fā)生了action動作，就會轉移到nextState狀態(tài)，并且會觸發(fā)event事件的響應。

注意看鏈式初始化的四個方法，這四個方法的定義讓狀態(tài)的初始化變得很優(yōu)雅。

接著來看一下事件，Event是一個接口，其他具體的事件實現該接口進行某些操作，我們這個程序就直接打印一些信息，不做復雜的操作

public interface Event {
 
    public String handle();
 
}

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

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

除此之外，我們還要定義兩個枚舉類，分別表示狀態(tài)和動作

public enum StateEnum {
    // 打籃球
    PLAY_BASKETBALL,
    // 唱跳rap
    SING_DANCE_RAP
}
public enum ActionEnum {
    // 音樂起
    MUSIC_ON,
    // 音樂結束
    MUSIC_OFF
}

上面準備工作都做完后，我們需要一個狀態(tài)機類，來進行狀態(tài)轉移

public class StateMachine {
 
    // 存儲狀態(tài)信息
    private List<StateTransaction> stateTransactionList;
    // 記錄當前狀態(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;
    }
 
    // 進行狀態(tài)轉移
    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;
    }
 
}

上述代碼有兩個方法比較關鍵，分別是addone()和execute()

先來說addone()，方法首先初始化一個StateTransaction對象，然后放到List里面，最后將這個對象返回，我們拿到這個對象就可以往里面填內容了。

再說說execute()，這個方法接收ActionEnum作為參數，然后會遍歷列表，尋找一條當前狀態(tài)經過相應動作變化得到的下一個對象的這么一個狀態(tài)信息，如果找到了就執(zhí)行event中的handle()方法，并且將當前狀態(tài)進行轉移，最后將StateTransaction返回，如果沒找到就返回null。

最后來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);
        // 打籃球的時候，一旦音樂起，就會開始唱跳rap
        machine.addone().source(StateEnum.PLAY_BASKETBALL).when(ActionEnum.MUSIC_ON)
                .target(StateEnum.SING_DANCE_RAP).how(new SingDanceRapEvent());
        // 唱跳rap的時候，一旦音樂停止，就會開始打籃球
        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，我們直接用鏈式的方法就能創(chuàng)建一條狀態(tài)轉移信息，非常優(yōu)雅

程序輸出如下