有限状态机 FSM

April 7, 2025 · 3 min read

生活中的例子

在日常的很多装置中看到状态机这种行为。例如，自动售卖机，只有投入合适的硬币，售卖机才会吐出相应的产品；密码箱，只有输入正确的密码序列，密码箱才会变为开启状态；门禁闸机，只有被闸机接受的刷卡行为，闸机才会将关闭状态变为开启状态：

电风扇按下按钮，才能在关、弱档、中档和强档几个状态中转移：

代码实现

xstate 实现 FSM 的典型代码

const machine = createMachine({
  id: 'light',
  initial: 'green',
  states: {
    green: { on: { TIMER: 'yellow' } },
    yellow: { on: { TIMER: 'red' } },
    red: { on: { TIMER: 'green' } },
  },
});

// 使用状态机服务
const service = interpret(machine)
  .onTransition(state => console.log(state.value))
  .start();

Redux 实现 FSM 的典型代码

// Reducer中手动管理状态转移
const initialState = { status: 'green' };

function trafficLight(state = initialState, action) {
  switch (action.type) {
    case 'TIMER':
      if (state.status === 'green') return { status: 'yellow' };
      if (state.status === 'yellow') return { status: 'red' };
      if (state.status === 'red') return { status: 'green' };
      return state;
    default:
      return state;
  }
}

// 需要手动触发 action
store.dispatch({ type: 'TIMER' });

Python transitions 实现 FSM 的典型代码

from transitions import Machine

class TrafficLight:
  def __init__(self):
    # 定义状态和转移规则
    self.machine = Machine(
      model=self,
      states=['green', 'yellow', 'red'],
      initial='green',
      transitions=[
        {'trigger': 'timer', 'source': 'green', 'dest': 'yellow'},
        {'trigger': 'timer', 'source': 'yellow', 'dest': 'red'},
        {'trigger': 'timer', 'source': 'red', 'dest': 'green'}
      ]
    )
    # 添加状态变更监听
    self.machine.on_enter_state(self._on_state_change)

  def _on_state_change(self):
    print(f"当前状态: {self.state}")

# 使用示例
if __name__ == "__main__":
  light = TrafficLight()  # 初始状态会自动触发打印 "当前状态: green"

  # 模拟事件触发
  light.timer()  # green → yellow
  light.timer()  # yellow → red
  light.timer()  # red → green

生活中的例子​

代码实现​

References​

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代码实现

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