Простейшие Конечные Автоматы Или Конечные Автоматы В Три Шага

Привет, Хабр! Давайте сразу к делу, но небольшая предыстория все же необходима: полтора года назад возникла необходимость реализовать простой автомат (конечный автомат), освоив теорию еще в университете, я был уверен в тривиальности этой задачи (мы все оптимисты).

Время, проведенное с Google, прошло безрезультатно, поскольку существующие решения не только имели Роковая ошибка , но и ряд других серьезных недостатков, таких как сложная структура и отсутствие документации.

Вскоре я наткнулся Эта статья , что подтвердило отсутствие удобных решений.

Что ты сделал потом?

• есть список состояний (Enum)
• список сигналов (замена классическому входному алфавиту)
• словарь (карта): состояние-сигнал-состояние

Но что дальше?

Посоветовавшись с предложенным руководителем, возникла идея, что хорошо бы не просто написать библиотеку для реализации конечных автоматов, но и как-то их визуально представить.

Решение: библиотека и графический редактор.

Подробнее о реализации каждого из них я расскажу в следующих статьях, а пока покажу, что получилось.

Спустя год разработки.

Графический редактор

Здесь мы имеем структуру конечного автомата в виде графа и в виде таблицы переходов.

Накидываем ноды, соединяем их и сохраняем в xml файл.

В целом я постарался сделать удобно и стильно, и как бонус поддерживается куча горячих клавиш.

В конце прикреплю ссылку на репозиторий с документацией в виде гифки.

Для тех кому неохота переходить по ссылке (лень зайти в репозиторий)

Возможности

Две темы

Два представления конечного автомата:

• как график
• в виде таблицы переходов

Проверка

• уникальные имена для состояний и переходов
• отсутствие достижимых состояний (состояний без переходов)

Добавление узлов и соединений

Отменить действия

Свертывание и перемещение узлов

Масштабирование

Выбор элементов

Имена состояний и переходов

Перемещение переходов

Удаление переходов

Импорт/Ээкспорт из/в xml

   

 <Эxml version="1.0" encoding="utf-8"?>
 <StateMachine>
   <States>
     <State Name="Start" Position="37, 80" IsCollapse="False" />
     <State Name="State 1" Position="471, 195.54" IsCollapse="False" />
     <State Name="State 2" Position="276, 83.03999999999999" IsCollapse="False" />
   </States>
   <StartState Name="Start" />
   <Transitions>
     <Transition Name="Transition 2" From="State 2" To="State 1" />
     <Transition Name="Transition 1" From="Start" To="State 2" />
   </Transitions>
 </StateMachine>

   

Сохранение диаграммы в формате PNG/JPEG.

1. Мы создаем конечный автомат и инициализируем его структуру файлом, сохраненным из редактора.

   
   
   StateMachine stateMachine = new StateMachine("scheme.xml");
   
   

2. Основную логику мы описываем в методах, которые потом «навешиваем» на события, которых достаточно.

   
   
   stateMachine.GetState("State1").

   OnExit(Action1); stateMachine.GetState("State2").

   OnEntry(Action2); stateMachine.GetTransition("Transition1").

   OnInvoke(Action3); stateMachine.OnChangeState(Action4);
   
   

3. Запустим.

   
   
   stateMachine.Start(parameters);
   
   

А как насчет переходов? Для перехода внутри функции, обрабатывающей вход/выход в состоянии, мы вызываем:

StateMachine.InvokeTransition("Transition1", parameters);

Переход произойдет не сразу, просто указанный переход будет помечен как следующий, то есть сначала будут обработаны все события состояния, а затем будет вызван переход. Что еще там?

• Параметры переходов и состояний.

• Данные — это словарь данных, который хранится внутри StateMachine и используется для обмена данными между состояниями.

Для тех кому неохота переходить по ссылке (лень зайти в репозиторий)

Возможности:

• Начальное состояние
• Государственные события входа и выхода
• Выполнить событие для перехода
• Варианты перехода
• Параметры для ввода/вывода состояния
• Событие изменения состояния
• Данные для обмена между государствами
• Событие изменения данных
• Импорт/Ээкспорт из/в xml
• Ведение журнала

Поэтому буду рад помочь с реализацией описанных ниже пунктов.

Так же если найдете ошибки или есть другие идеи - пишите, буду очень рад!

Библиотека.

Возможные улучшения:

1. Асинхронность
2. Таймеры
3. Вложенные конечные автоматы
4. Магия работы с элементами диаграммы

Теперь пользователю необходимо запомнить, под какими именами описаны переходы и состояния внутри файла.

И работа с ними выглядит следующим образом:

stateMachine.GetState("State1");

Я бы хотел, чтобы это было так

stateMachine.State1;

Скажу сразу, что динамический не подойдет, потому что вам еще нужно запомнить название.

Вероятно, это требует какой-то генерации кода, но я пока не нашел решения.

Графический редактор.

Возможные улучшения:

1. Локализация
2. Шейдеры для рисования элементов схемы.

3. Вложенные конечные автоматы
4. Автоматическое распределение узлов — волшебная кнопка для авторазметки элементов на холсте
5. Кросс-платформенный — Перевод проекта на АвалонияUI

• Мы создаем конечную машину в три шага и в любой момент можем визуально отобразить и отредактировать структуру машины.

• Дальнейшее развитие проекта

NET #конечный автомат #Конечный автомат #SimpleStateMachine

• Кататония

  19 Oct, 24

• Как Выбрать Подходящий Курс Обучения?

  19 Oct, 24

• Военную Службу Можно Заменить Программированием

  19 Oct, 24

• Dell Продала 11,8 Млн Бракованных Компьютеров

  19 Oct, 24

• Таинственные Устройства – 4

  19 Oct, 24

• Sony: 3D-Телевизоры В Каждый Дом!

  19 Oct, 24

• Самодельный Электромобиль - Часть 1. С Чего Все Начиналось И Как Я Набрал 1 000 000 Просмотров На Youtube

  19 Oct, 24

• Вышел Друпал 6.0

  19 Oct, 24

• Arsights - Дополненная Реальность

  19 Oct, 24

• Дайджест Мблт Дев :: Выпуск №200

  19 Oct, 24