什么是状态机？

什么是状态机？

“状态机”属于计算机理论方面的专业词汇，其定义是：

状态机是有限状态自动机的简称，是现实事物运行规则抽象而成的一个数学模型。

“状态机”是个高大上的字眼，与之类似的还有“空间”。关于“空间”理解，我之前专门写过这样一段话：

我们知道，内存分为两部分，一部分被用户占用，一部分被操作系统占用，这个道理学过计算机的人都知道。但是，内存这个概念太土了，科学家们聚到一起开会的时候，总不能你一句内存，我一句内存的讨论问题吧，这不是成了电脑维修了。为了显示清高，科学家们随后就想了一个更高大上的字眼：空间。人类的世界就是由空间和时间构成的，而在计算机世界里面，也有了“空间”之说，立马是不是觉得变得高大上了呢。

同样道理，一群科学家围在一起，一口一个状态，变来变去，肯定把大家都绕晕了，使用状态机，不仅简单明了，更显得高大上。对于程序员来说，它还是一个抽象的数学模型。抽象在哪里呢？请君往下看：

先来解释什么是“状态”（ State ）。现实事物是有不同状态的，例如一个自动门，就有 open 和 closed 两种状态。我们通常所说的状态机是有限状态机，也就是被描述的事物的状态的数量是有限个，例如自动门的状态就是两个 open 和 closed 。

状态机，也就是 State Machine ，不是指一台实际机器，而是指一个数学模型。说白了，一般就是指一张状态转换图。例如，根据自动门的运行规则，我们可以抽象出下面这么一个图。

自动门有两个状态，open 和 closed ，closed 状态下，如果读取开门信号，那么状态就会切换为 open 。open 状态下如果读取关门信号，状态就会切换为 closed 。

状态机的全称是有限状态自动机，自动两个字也是包含重要含义的。给定一个状态机，同时给定它的当前状态以及输入，那么输出状态时可以明确的运算出来的。例如对于自动门，给定初始状态 closed ，给定输入“开门”，那么下一个状态时可以运算出来的。

这样状态机的基本定义我们就介绍完毕了。重复一下：状态机是有限状态自动机的简称，是现实事物运行规则抽象而成的一个数学模型。

状态机的四大概念

下面来给出状态机的四大概念。

第一个是 State ，状态。一个状态机至少要包含两个状态。例如上面自动门的例子，有 open 和 closed 两个状态。

第二个是 Event ，事件。事件就是执行某个操作的触发条件或者口令。对于自动门，“按下开门按钮”就是一个事件。

第三个是 Action ，动作。事件发生以后要执行动作。例如事件是“按开门按钮”，动作是“开门”。编程的时候，一个 Action 一般就对应一个函数。

第四个是 Transition ，变换。也就是从一个状态变化为另一个状态。例如“开门过程”就是一个变换。

编写代码的时候，有时会遇见较为复杂的swith...case...和if...else...语句。这一刻有时会想到状态机，用有限状态机替换swith...case...和if...else...，请参考这个介绍：

状态机的应用场景

https://segmentfault.com/a/1190000021126332?utm_source=tag-newest