之前有小伙伴問我 async/await語法糖編譯后其實是狀態機模型，到底什么是狀態機？

狀態機是一種行為設計模式，它允許對象在其內部狀態改變時改變其行為。看起來好像對象改變了它的類。

請仔細理解上面每一個字。

我們以自動售貨機為例，為簡化演示，我們假設自動售貨機只有1種商品， 故自動售貨機有itemCount?、itemPrice?2個屬性

不考慮動作的前后相關性，自動售貨機對外暴露4種行為：

• 給自動售貨機加貨?addItem
• 選擇商品?requestItem
• 付錢?insertMoney
• 出貨?dispenseItem

重點來了，當發生某種行為，自動售貨機會進入如下4種狀態之一， 并據此狀態做出特定動作， 之后進入另外一種狀態.....

• 有商品?hasItem
• 無商品?noItem
• 已經選好商品?itemRequested
• 已付錢?hasMoney

當對象可能處于多種不同的狀態之一、根據傳入的動作更改當前的狀態， 繼續接受后續動作，狀態再次發生變化.....

這樣的模式類比于機器引擎，周而復始的工作和狀態轉化，這也是狀態機的定語叫“機Machine”的原因。

有了以上思路，我們嘗試溝通UML 偽代碼

狀態機設計模式的偽代碼實現：

• 所謂的機器Machine維護了狀態切換的上下文
• 機器對外暴露的行為，驅動機器的狀態變更
• 機器到達特定的狀態 只具備特定的行為，其他行為是不被允許的

下面使用golang實現了 狀態機設計模型：
這里你也可以看下golang 是如何體現OOP中的類繼承、接口實現

goodMachine：狀態變更上下文

package mainimport ("fmt""reflect" )type goodMachine struct {currentState stateitemCount intitemPrice int }func newGoodMachine(itemCount, itemPrice int) *goodMachine {v := &goodMachine{itemCount: itemCount,itemPrice: itemPrice,}if itemCount <= 0 {v.setState(&noItemState{v}) // 實現state接口的是*noItemState 指針類型} else {v.setState(&hasItemState{v})}return v }func (v *goodMachine) setState(s state) {fmt.Println("enter state: ", reflect.TypeOf(s))v.currentState = s }func (v *goodMachine) requestItem() error {return v.currentState.requestItem() }func (v *goodMachine) addItem(count int) error {return v.currentState.addItem(count) }func (v *goodMachine) insertMoney(money int) error {return v.currentState.insertMoney(money) }func (v *goodMachine) incrementItemCount(count int) {v.itemCount += count }func (v goodMachine) dispenseItem() error {return v.currentState.dispenseItem() }

自動售貨機的對外的行為，被委托給特定的state對象

state： 自動售貨機對外暴露的行為

package main// 代表某種狀態，能接受的某種動作 type state interface {addItem(count int) errorrequestItem() errorinsertMoney(money int) errordispenseItem() error }

noItemState : 無商品

package mainimport "fmt"type noItemState struct {*goodMachine // 存在匿名類型 goodMachine，類型是*goodMachine }// 給自動售貨機供貨-----> 有貨狀態 func (i *noItemState) addItem(count int) error {i.incrementItemCount(count)i.setState(&hasItemState{i.goodMachine})return nil }func (i *noItemState) requestItem() error {return fmt.Errorf("item out of stock") }func (i *noItemState) insertMoney(money int) error {return fmt.Errorf("item out of stock") }func (i *noItemState) dispenseItem() error {return fmt.Errorf("item out of stock") }// golang: 使用指針接受者實現了state接口的全部函數，那么隱式表明*noItemState 指針類型實現了State接口

注意：
noItemState 結構體內定義了?goodMachine， 就表明noItemState實現了goodMachine類 ；
指針接受者?noItemState實現了state接口的所有函數，那么我們就說*noItemState實現了state接口。 golang這種繼承、實現的做法真的好秀。

hasItemState: 有商品

package mainimport "fmt"type hasItemState struct {*goodMachine }func (v *hasItemState) addItem(count int) error {v.incrementItemCount(count)return nil }// 有人選擇了商品---> 沒貨狀態/已經選定商品 func (v *hasItemState) requestItem() error {if v.goodMachine.itemCount == 0 {v.setState(&noItemState{v.goodMachine})return fmt.Errorf("no item present")}fmt.Print("item requested\n")v.setState(&itemRequestedState{v.goodMachine})return nil }func (v *hasItemState) insertMoney(money int) error {return fmt.Errorf("Please select item first") }func (v *hasItemState) dispenseItem() error {return fmt.Errorf("Please select item first") }

itemRequestedState： 有人選定商品

package mainimport "fmt"type itemRequestedState struct {*goodMachine }func (i *itemRequestedState) addItem(count int) error {return fmt.Errorf("shopping is in process") }func (i *itemRequestedState) requestItem() error {return fmt.Errorf("item already requested") }// 付錢----> 已收錢狀態 func (i *itemRequestedState) insertMoney(money int) error {if money < i.goodMachine.itemPrice {fmt.Errorf("insert money is less, please insert %d", i.goodMachine)}fmt.Println("money entered is ok")i.setState(&hasMoneyState{i.goodMachine})return nil } func (i *itemRequestedState) dispenseItem() error {return fmt.Errorf("please insert money first") }

hasMoneyState：已付錢

package mainimport "fmt"type hasMoneyState struct {*goodMachine }func (i *hasMoneyState) addItem(count int) error {return fmt.Errorf("shopping is in process") } func (i *hasMoneyState) requestItem() error {return fmt.Errorf("shopping is in process") } func (i *hasMoneyState) insertMoney(money int) error {return fmt.Errorf("already pay money") } func (i *hasMoneyState) dispenseItem() error {fmt.Println("dispensing item")i.goodMachine.itemCount = i.goodMachine.itemCount - 1if i.goodMachine.itemCount == 0 {i.setState(&noItemState{i.goodMachine})} else {i.setState(&hasItemState{i.goodMachine})}return nil }

main.go 執行

package mainimport ("fmt""log" )func main() {goodMachine := newGoodMachine(1, 10)err := goodMachine.requestItem()if err != nil {log.Fatalf(err.Error())}err = goodMachine.insertMoney(10)if err != nil {log.Fatalf(err.Error())}err = goodMachine.dispenseItem()if err != nil {log.Fatalf(err.Error())}fmt.Println()err = goodMachine.requestItem()if err != nil {log.Fatalf(err.Error())}err = goodMachine.insertMoney(10)if err != nil {log.Fatal(err.Error())}err = goodMachine.dispenseItem()if err != nil {log.Fatalf(err.Error())} }

演示示例：
初始化了商品數量為1， 價格為10 的自動售貨機，連續掏10元錢買兩次, 隨時打印狀態,輸出如下：

enter state: *main.hasItemState item requested enter state: *main.itemRequestedState money entered is ok enter state: *main.hasMoneyState dispensing item enter state: *main.noItemState 2021/08/11 17:39:45 item out of stock exit status 1

狀態機為什么定語是機器？ Machine？

狀態機表現了： 對象的狀態受外界行為所影響，不斷的切換，到達特定的狀態又只能接受特定的行為， 真實生動的體現了機器Machine引擎的特征。

本文示例亦是學習golang OOP編程的范例，golang 類繼承、接口實現實在是太秀了。

github：?https://github.com/zaozaoniao/statemachine

總結

以上是生活随笔為你收集整理的我是状态机，有一颗永远骚动的机器引擎的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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