什么时候用状态机 状态机在哪些情况下使用

什么时候用状态机

在计算机科学中，状态机常常被用于模拟和控制一些状态的变化，因此可以在不同的场景中使用。下面分别从状态的复杂性、代码的复杂性、代码的可维护性和代码的可扩展性四个方面来详细讨论什么时候使用状态机。

1、状态的复杂性

当状态的数量很大或状态之间的转换关系很复杂时，使用状态机就可以更有效地描述问题，并且减少错误的发生。例如，当一个系统有很多不同的状态，且这些状态之间相互转换的规则复杂时，使用状态机可以更轻松地管理这些状态和规则。

如果不使用状态机，对于复杂的状态，往往需要写很多的条件分支语句和手动控制状态之间的转换和转移关系，这会使程序变得异常复杂，难以理解。而用状态机则可以在代码中专门维护状态转换表和状态转换规则，代码更加简洁明了。

2、代码的复杂性

当代码的复杂性很高时，使用状态机可以有利于代码的简化，不仅可以使代码更加容易理解，也可以减小代码的维护难度。

在使用状态机的过程中，将状态和状态之间的转换规则分离出来，每种状态单独成为一个模块，就可以更加方便地进行单元测试和模块之间的集成测试，从而可以更好的保证代码的质量。

3、代码的可维护性

状态机的另一个好处是可以提高代码的可维护性。在状态机中，每个状态都有明确的入口（进入状态）和出口（退出状态），这样我们就可以专门讨论每个状态的处理过程，便于维护和修改。

当系统需要增加或修改状态时，只需要在状态机中增加或修改相应的状态和状态之间的转换规则，而不需要更改其他状态的处理逻辑。这一点非常重要，因为这意味着我们可以很容易地扩展和修改系统，不会对原有代码造成影响。

4、代码的可扩展性

状态机在不断演化和扩展的过程中非常有帮助。例如，当我们需要添加新的状态或调整现有的状态时，可以通过修改状态机的定义来实现。这意味着只要在状态机中定义了相应的状态和转换规则，那么我们就可以很容易地修改和管理系统的状态和转换过程。

换而言之，在使用状态机的情况下，如果我们要在已有状态集合中添加新的状态，只需要在状态机中增加新的状态和状态之间的转换规则。如果需要删除或修改状态，也可以在状态机中相应地进行操作，从而表达新的行为模型。

总结

状态机是在一些有限制条件下对事件触发的反应进行处理的一种机制，使用状态机我们可以降低代码的复杂性、提高代码的可维护性和可扩展性，更有效地描述问题并减少错误发生。在实际场景中，只要有复杂的状态或需要管理状态转换的系统，状态机便是一种很好的方案。