Java自动机实现
如果您發(fā)現(xiàn)自己在設(shè)計上使用FSM的情況,則可能已經(jīng)開始為實現(xiàn)相同接口的每個狀態(tài)編寫類。 一個好的設(shè)計可能是:
interface State { } class State_1 implements State {} class State_2 implements State {} ...您可能有一個類可以管理這些狀態(tài)以及它們之間的過渡,而另一個可以實現(xiàn)FSM的上下文(輸入帶狀區(qū)域),另一個用于起始狀態(tài)的接口,另一個用于結(jié)束狀態(tài)的接口,依此類推。 許多類分散在許多文件中,使您無法快速跟蹤它們。
還有另一種方法:使用枚舉。
枚舉本質(zhì)上是類的列表,并且枚舉的每個成員可能具有不同的實現(xiàn)。 假設(shè)我們要實現(xiàn)以下狀態(tài)機:
初始化-('a')-> A
初始化-(else)->失敗
A-('b')-> B A-('c')-> C A-('a')-> A A-(”)->結(jié)束 A-(其他)->失敗 B-('c')-> C B-('b')-> B B-(”)->結(jié)束 B-(其他)->失敗 C-('c')-> C C-(”)->結(jié)束 C-(其他)->失敗
該FSM將驗證以下正則表達式:^(a +)(b *)(c *)$。 我們可以將狀態(tài)寫成枚舉狀態(tài)的元素,如下所示:
interface State {public State next(); }class Input {private String input;private int current;public Input(String input) {this.input = input;}char read() { return input.charAt(current++); } }enum States implements State {Init {@Overridepublic State next(Input word) {switch(word.read()) {case 'a': return A;default: return Fail;}}},A {@Overridepublic State next(Input word) {switch(word.read()) {case 'a': return A;case 'b': return B;case 'c': return C;case '': return null;default: return Fail;}}},B {@Overridepublic State next(Input word) {switch(word.read()) {case 'b': return B;case 'c': return C;case '': return null;default: return Fail;}}},C {@Overridepublic State next(Input word) {switch(word.read()) {case 'c': return C;case '': return null;default: return Fail;}}},Fail {@Overridepublic State next(Input word) {return Fail;}};public abstract State next(Input word); }我們要做的是定義每個枚舉中每個狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。 每個過渡都會返回一個新狀態(tài),因此我們可以更有效地循環(huán)遍歷它們:
State s; Input in = new Input("aabbbc"); for(s = States.Init; s != null || s != States.Fail; s = s.next(in)) {}if(s == null) {System.out.printlin("Valid!");} else {System.out.println("Failed");}此時,我們要么驗證了字符串,要么失敗了。 這是一個簡單而優(yōu)雅的設(shè)計。
我們可以通過將最終狀態(tài)與主要狀態(tài)分開來進一步改善實現(xiàn),以簡化遍歷的退出條件。 我們將定義另一個名為FinalState的接口,以及一個將包含所需退出狀態(tài)的第二枚舉(相應(yīng)地更改States枚舉):
interface FinalState extends State {} enum FinalStates implements FinalState {Fail {@Overridepublic State next(Input word) {return Fail;}},Ok {@Overridepublic State next(Input word) {return End;}} }這樣,遍歷將有所簡化:
for(s = States.Init; !(s instanceof FinalState); s = s.next(in)) {} switch(s) {case Fail: System.out.printlin("Failed"); break;case Ok: System.out.println("Valid!"); break;default: System.out.println("Undefined"); break; }優(yōu)點是(除了更簡單的遍歷之外),我們可以指定兩個以上的最終狀態(tài)。 在大多數(shù)情況下,FSM會有多個出口點,因此建議從長遠來看最后一種改進。 您還可以將所有這些枚舉和接口放在同一源文件中,并將整個邏輯放在一個位置,而不是瀏覽多個選項卡,以便了解流程的工作原理。
總之,使用枚舉可以更緊湊,更有意義地實現(xiàn)FSM。 您將所有邏輯都放在一個文件中,并且所有遍歷都是輕松的。 您還將獲得更輕松的調(diào)試體驗,因為已轉(zhuǎn)換的狀態(tài)的名稱將顯示在調(diào)試器中(變量s將相應(yīng)地更改其值,并帶有新狀態(tài)的名稱),而不必弄清楚您剛剛上過什么課。 總而言之,我認(rèn)為這是一個好技術(shù)。
參考:我們的JCG合作伙伴 Attila-Mihaly Balazs 在Java中實現(xiàn)自動機 ? 在Transylvania JUG博客上。
翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2012/03/automaton-implementation-in-java.html
總結(jié)
- 上一篇: 手机内屏漏液怎么修复
- 下一篇: Java 7 –反编译项目硬币