有限状态机

有限状态机（Finite State Machine，简称FSM）是一种表示有限个状态以及状态之间的转移和动作的数学模型。它是一种抽象的概念，可以用来描述对象、系统或者软件的行为。

在软件开发中，有限状态机常用于描述复杂的逻辑流程、状态转移和事件处理。Java语言提供了一种简单而强大的方式来实现有限状态机，通过使用枚举类型和switch语句，我们可以轻松地定义状态和转移，从而实现复杂的逻辑。

状态和转移

在有限状态机中，状态表示对象或系统的内部状态。例如，一个简单的开关可以有两个状态：打开和关闭。在有限状态机中，我们可以用两个枚举值来表示这两个状态：

enum SwitchState {
    ON,
    OFF
}

状态之间的转移是有限状态机的核心。通过定义状态之间的转移规则，我们可以控制对象或系统的状态流转。在Java中，我们可以使用switch语句来实现状态之间的转移：

SwitchState currentState = SwitchState.ON;
SwitchState nextState;

switch (currentState) {
    case ON:
        nextState = SwitchState.OFF;
        break;
    
    case OFF:
        nextState = SwitchState.ON;
        break;
    
    default:
        nextState = currentState;
        break;
}

currentState = nextState;

上述代码中，我们定义了一个currentState变量来表示当前状态，然后根据当前状态执行相应的逻辑，计算出下一个状态nextState，并将其赋值给currentState。通过不断地执行这个过程，我们可以实现状态之间的流转。

事件和动作

在有限状态机中，事件表示状态转移的触发条件，而动作表示状态转移发生时要执行的操作。通过定义事件和动作，我们可以控制对象或系统在不同状态下的行为。

例如，我们可以定义一个开关对象，它有两个状态：打开和关闭。我们可以定义两个事件：打开事件和关闭事件，以及两个动作：打开动作和关闭动作。在打开状态下，执行打开动作；在关闭状态下，执行关闭动作。当触发打开事件时，状态从关闭切换到打开，并执行打开动作；当触发关闭事件时，状态从打开切换到关闭，并执行关闭动作。

下面是一个用Java代码实现的简单的开关对象：

class Switch {
    private SwitchState state;
    
    public Switch() {
        state = SwitchState.OFF;
    }
    
    public void turnOn() {
        switch (state) {
            case ON:
                System.out.println("The switch is already on.");
                break;
            
            case OFF:
                state = SwitchState.ON;
                System.out.println("Turning on the switch.");
                break;
            
            default:
                break;
        }
    }
    
    public void turnOff() {
        switch (state) {
            case ON:
                state = SwitchState.OFF;
                System.out.println("Turning off the switch.");
                break;
            
            case OFF:
                System.out.println("The switch is already off.");
                break;
            
            default:
                break;
        }
    }
}

在上述代码中，我们定义了一个Switch类，其中包含了一个私有的state变量来表示当前状态。turnOn()方法用于处理打开事件，根据当前状态执行相应的逻辑。turnOff()方法用于处理关闭事件，同样也根据当前状态执行相应的逻辑。

序列图

下面是一个使用mermaid语法表示的开关对象的状态流转序列图：

sequenceDiagram
    participant User
    participant Switch
    
    User->>Switch: turnOn()
    Switch->>Switch: state = ON
    Switch-->>User: "Turning on the switch."
    
    User->>Switch: turnOn()
    Switch-->>User: "The switch is already on."
    
    User->>Switch: turnOff()
    Switch->>Switch: state = OFF
    Switch-->>User: "Turning off the switch."
    
    User->>Switch: turnOff()
    Switch-->>User: "The switch is already off."

在上述序列图中，User表示用户，Switch表示开关对象。用户通过调用turnOn()和turnOff()方法来触发打开和关闭事件，开关对象根