更新:
再次感谢你的例子,它们对我很有帮助,我并不是说
夺走他们的一切。
Aren't the currently given examples, as far as I understand them & state-machines, only half of what we usually understand by a state-machine?
In the sense that the examples do change state but that's only represented by changing the value of a variable (and allowing different value- changes in different states), while usually, a state machine should also change its behavior, and behavior not (only) in the sense of allowing different value changes for a variable depending on the state, but in the sense of allowing different methods to be executed for different states.
还是我对状态机及其常用用法有误解?
最初的问题:
我发现了关于c#中的状态机和迭代器块的讨论,以及用于创建状态机和c#的工具,所以我发现了很多抽象的东西,但作为一个新手,所有这些都有点令人困惑。
因此,如果有人能提供一个c#源代码-示例,实现一个简单的状态机,可能只有3,4个状态,那就太好了,只是为了了解它的要点。
这里有些无耻的自我宣传,但在不久前,我创建了一个名为YieldMachine的库,它允许以非常干净和简单的方式描述一个有限复杂性的状态机。例如,考虑一盏灯:
注意,这个状态机有2个触发器和3个状态。在YieldMachine代码中,我们为所有与状态相关的行为编写了一个方法,在这个方法中,我们对每个状态都使用goto,这是一种可怕的暴行。触发器变成Action类型的属性或字段,用一个称为trigger的属性进行修饰。我在下面注释了第一个状态及其转换的代码;接下来的状态遵循相同的模式。
public class Lamp : StateMachine
{
// Triggers (or events, or actions, whatever) that our
// state machine understands.
[Trigger]
public readonly Action PressSwitch;
[Trigger]
public readonly Action GotError;
// Actual state machine logic
protected override IEnumerable WalkStates()
{
off:
Console.WriteLine("off.");
yield return null;
if (Trigger == PressSwitch) goto on;
InvalidTrigger();
on:
Console.WriteLine("*shiiine!*");
yield return null;
if (Trigger == GotError) goto error;
if (Trigger == PressSwitch) goto off;
InvalidTrigger();
error:
Console.WriteLine("-err-");
yield return null;
if (Trigger == PressSwitch) goto off;
InvalidTrigger();
}
}
又短又好,嗯!
这个状态机通过发送触发器来控制:
var sm = new Lamp();
sm.PressSwitch(); //go on
sm.PressSwitch(); //go off
sm.PressSwitch(); //go on
sm.GotError(); //get error
sm.PressSwitch(); //go off
为了澄清,我在第一个状态中添加了一些注释,以帮助您理解如何使用它。
protected override IEnumerable WalkStates()
{
off: // Each goto label is a state
Console.WriteLine("off."); // State entry actions
yield return null; // This means "Wait until a
// trigger is called"
// Ah, we got triggered!
// perform state exit actions
// (none, in this case)
if (Trigger == PressSwitch) goto on; // Transitions go here:
// depending on the trigger
// that was called, go to
// the right state
InvalidTrigger(); // Throw exception on
// invalid trigger
...
这是因为c#编译器实际上在内部为每个使用yield return的方法创建了一个状态机。这个构造通常用于惰性地创建数据序列,但在这种情况下,我们实际上对返回的序列并不感兴趣(反正都是null),而是对在底层创建的状态行为感兴趣。
StateMachine基类对构造进行一些反射,将代码分配给每个[Trigger]操作,该操作设置Trigger成员并向前移动状态机。
但是你不需要真正理解它的内部原理就能使用它。
这里有些无耻的自我宣传,但在不久前,我创建了一个名为YieldMachine的库,它允许以非常干净和简单的方式描述一个有限复杂性的状态机。例如,考虑一盏灯:
注意,这个状态机有2个触发器和3个状态。在YieldMachine代码中,我们为所有与状态相关的行为编写了一个方法,在这个方法中,我们对每个状态都使用goto,这是一种可怕的暴行。触发器变成Action类型的属性或字段,用一个称为trigger的属性进行修饰。我在下面注释了第一个状态及其转换的代码;接下来的状态遵循相同的模式。
public class Lamp : StateMachine
{
// Triggers (or events, or actions, whatever) that our
// state machine understands.
[Trigger]
public readonly Action PressSwitch;
[Trigger]
public readonly Action GotError;
// Actual state machine logic
protected override IEnumerable WalkStates()
{
off:
Console.WriteLine("off.");
yield return null;
if (Trigger == PressSwitch) goto on;
InvalidTrigger();
on:
Console.WriteLine("*shiiine!*");
yield return null;
if (Trigger == GotError) goto error;
if (Trigger == PressSwitch) goto off;
InvalidTrigger();
error:
Console.WriteLine("-err-");
yield return null;
if (Trigger == PressSwitch) goto off;
InvalidTrigger();
}
}
又短又好,嗯!
这个状态机通过发送触发器来控制:
var sm = new Lamp();
sm.PressSwitch(); //go on
sm.PressSwitch(); //go off
sm.PressSwitch(); //go on
sm.GotError(); //get error
sm.PressSwitch(); //go off
为了澄清,我在第一个状态中添加了一些注释,以帮助您理解如何使用它。
protected override IEnumerable WalkStates()
{
off: // Each goto label is a state
Console.WriteLine("off."); // State entry actions
yield return null; // This means "Wait until a
// trigger is called"
// Ah, we got triggered!
// perform state exit actions
// (none, in this case)
if (Trigger == PressSwitch) goto on; // Transitions go here:
// depending on the trigger
// that was called, go to
// the right state
InvalidTrigger(); // Throw exception on
// invalid trigger
...
这是因为c#编译器实际上在内部为每个使用yield return的方法创建了一个状态机。这个构造通常用于惰性地创建数据序列,但在这种情况下,我们实际上对返回的序列并不感兴趣(反正都是null),而是对在底层创建的状态行为感兴趣。
StateMachine基类对构造进行一些反射,将代码分配给每个[Trigger]操作,该操作设置Trigger成员并向前移动状态机。
但是你不需要真正理解它的内部原理就能使用它。
您可以编写一个迭代器块,使您能够以编排的方式执行代码块。代码块是如何分解的并不一定要对应于任何东西,这只是你想要如何编码它。例如:
IEnumerable<int> CountToTen()
{
System.Console.WriteLine("1");
yield return 0;
System.Console.WriteLine("2");
System.Console.WriteLine("3");
System.Console.WriteLine("4");
yield return 0;
System.Console.WriteLine("5");
System.Console.WriteLine("6");
System.Console.WriteLine("7");
yield return 0;
System.Console.WriteLine("8");
yield return 0;
System.Console.WriteLine("9");
System.Console.WriteLine("10");
}
在本例中,当调用CountToTen时,还没有实际执行任何东西。您得到的实际上是一个状态机生成器,您可以为它创建一个状态机的新实例。可以通过调用GetEnumerator()来实现。生成的IEnumerator实际上是一个状态机,您可以通过调用MoveNext(…)来驱动它。
因此,在本例中,第一次调用MoveNext(…)时,您将看到“1”写入控制台,下一次调用MoveNext(…)时,您将看到2、3、4,然后是5、6、7、8,然后是9、10。正如您所看到的,这是一种编排事情应该如何发生的有用机制。
我在这里发布了另一个答案,因为这是从不同的角度来看状态机;非常视觉。
我最初的答案是经典的命令式代码。我认为它在代码运行时非常直观,因为数组使得状态机的可视化变得简单。缺点是你必须把这些都写下来。Remos的回答减轻了编写样板代码的工作量,但远没有那么直观。还有第三种选择;画状态机。
如果您正在使用。net,并且可以将运行时版本4作为目标,那么您可以选择使用工作流的状态机活动。从本质上讲,它们允许您绘制状态机(就像Juliet的图一样),并让WF运行时为您执行它。
有关更多细节,请参阅MSDN文章使用Windows Workflow Foundation构建状态机,以及最新版本的CodePlex站点。
这是我在瞄准。net时更喜欢的选项,因为它很容易看到、更改和向非程序员解释;俗话说,图片胜过千言万语!
我还没有尝试过在c#中实现FSM,但这些听起来(或看起来)与我过去在C或ASM等低级语言中处理FSM的方式非常复杂。
我相信我所知道的方法被称为“迭代循环”。在其中,你实际上有一个“while”循环,它周期性地根据事件(中断)退出,然后再次返回到主循环。
在中断处理程序中,您将传递一个CurrentState并返回一个NextState,然后在主循环中覆盖CurrentState变量。你可以无限地这样做,直到程序关闭(或微控制器复位)。
在我看来,与FSM的实现方式相比,我看到的其他答案都显得非常复杂;它的美丽在于它的简单性,FSM可以非常复杂,有很多很多的状态和过渡,但它们允许复杂的过程很容易被分解和消化。
我知道我的回答不应该包含另一个问题,但我不得不问:为什么这些其他提出的解决方案看起来如此复杂?
它们似乎类似于用一个巨大的大锤敲一个小钉子。