状态机设计

1、基础状态机的代码示例

1.1、定义状态接口（State）：定义对象可能具有的所有状态，并声明每个状态可能执行的操作。

objective
Copy code
// State.h
#import <Foundation/Foundation.h>

@protocol State <NSObject>

- (void)handleStateWithContext:(id)context;

@end

1.2、实现具体状态类（ConcreteState）：针对每个状态实现具体的行为逻辑。

objective
Copy code
// ConcreteStateA.h
#import "State.h"

@interface ConcreteStateA : NSObject <State>

@end

// ConcreteStateA.m
#import "ConcreteStateA.h"

@implementation ConcreteStateA

- (void)handleStateWithContext:(id)context {
    NSLog(@"Handling state A...");
    // Perform actions specific to state A
}

@end

// ConcreteStateB.h
#import "State.h"

@interface ConcreteStateB : NSObject <State>

@end

// ConcreteStateB.m
#import "ConcreteStateB.h"

@implementation ConcreteStateB

- (void)handleStateWithContext:(id)context {
    NSLog(@"Handling state B...");
    // Perform actions specific to state B
}

@end

1.3、定义Context类：Context类持有当前状态，并在状态之间进行转移。

objective
Copy code
// Context.h
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "State.h"

@interface Context : NSObject

@property (nonatomic, strong) id<State> currentState;

- (void)transitionToState:(id<State>)state;

@end

// Context.m
#import "Context.h"

@implementation Context

- (void)transitionToState:(id<State>)state {
    NSLog(@"Transitioning to new state...");
    self.currentState = state;
}

- (void)request {
    [self.currentState handleStateWithContext:self];
}

@end

1.4、使用状态模式：在客户端代码中创建Context对象并设置初始状态，然后调用对象的方法来执行操作。

objective
Copy code
// main.m
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "Context.h"
#import "ConcreteStateA.h"
#import "ConcreteStateB.h"

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // 创建Context对象并设置初始状态为A
        Context *context = [[Context alloc] init];
        context.currentState = [[ConcreteStateA alloc] init];
        
        // 执行操作，此时根据当前状态调用具体的状态处理类
        [context request];
        
        // 切换状态为B
        [context transitionToState:[[ConcreteStateB alloc] init]];
        
        // 再次执行操作，此时调用新的状态处理类
        [context request];
    }
    return 0;
}

这样，就实现了一个简单的状态模式。当调用Context对象的request方法时，根据当前状态会调用对应的具体状态类来处理行为。在需要切换状态时，可以调用Context对象的transitionToState方法进行状态转移。

2、经典库 TransitionKit 中状态机模式的使用

Objective-C中也有一些代码库使用了状态机的设计模式。其中一个著名的库是 TransitionKit，它是一个轻量级的状态机库，专门用于管理对象的状态转换。TransitionKit允许开发者定义状态以及状态之间的转换规则，并提供了简洁的API来触发状态转换。这使得在Objective-C应用程序中实现复杂的状态管理变得更加简单和可维护。

2.1、分析TransitionKit中使用状态机的具体场景:

TransitionKit 在实际应用中可用于多种场景，其中一些包括：

用户工作流程管理：例如，在应用程序中管理用户的登录和注销状态，以及在不同状态下可执行的操作，如登录后跳转到主页，注销后返回登录界面等。
订单状态管理：在电子商务应用中，管理订单的不同状态（例如，待支付、已支付、已发货、已完成等），并在状态变化时触发相应的业务逻辑。
游戏开发：用于管理游戏角色的状态（例如，站立、行走、跳跃、攻击等），并根据游戏事件（例如，按下不同的按钮或遇到不同的敌人）来触发状态转换。
流程控制：在应用程序中管理复杂的业务流程，例如审批流程、工作流程等，以确保正确的状态转换和流程执行。
设备状态管理：在嵌入式系统或物联网应用中，管理设备的不同状态（例如，在线、离线、故障、维护中等），并根据状态变化执行相应的操作。

总的来说，TransitionKit 可以用于任何需要管理状态和状态转换的场景，帮助开发者更清晰、可维护地管理复杂的状态逻辑。

2.2、TransitionKit 核心的代码逻辑

TransitionKit的核心代码逻辑包括以下几个方面：

状态管理：TransitionKit提供了状态管理的功能，允许定义不同的状态以及状态之间的转换关系。这通常通过定义状态机（state machine）来实现，其中包括状态和状态转换规则的定义。
状态转换规则：TransitionKit定义了状态转换的规则，包括在特定条件下从一个状态转换到另一个状态。这些规则可以基于事件触发（例如用户操作、系统事件等）或条件判断（例如时间条件、数据条件等）。
状态转换执行：当触发状态转换条件时，TransitionKit会执行相应的状态转换逻辑。这可能涉及到执行特定的动作、更新对象的状态信息、触发事件通知等操作。
事件处理：TransitionKit通常会定义事件处理逻辑，用于处理状态转换过程中产生的事件。这可能包括触发回调函数、发送通知、更新界面等操作。
错误处理：TransitionKit通常会包含错误处理机制，用于处理状态转换过程中可能发生的错误情况。这包括验证状态转换的合法性、处理无效操作、记录错误日志等。
可扩展性和灵活性：TransitionKit设计灵活，允许开发者根据具体需求扩展和定制状态管理和转换逻辑。这包括定义自定义状态类型、添加新的状态转换规则、定制事件处理逻辑等。

总的来说，TransitionKit的核心代码逻辑围绕状态管理、状态转换规则定义、状态转换执行和事件处理展开，以实现对复杂状态逻辑的管理和控制。

2.3、写TransitionKit的核心代码示例

TransitionKit是一个状态机库，它允许你定义状态和状态之间的转换规则，并提供了执行状态转换的功能。以下是一个简单的Objective-C示例，演示了TransitionKit的核心代码逻辑：

objective
Copy code
#import <Foundation/Foundation.h>
#import "TransitionKit.h"

// 定义状态枚举
typedef NS_ENUM(NSInteger, State) {
    StateIdle,
    StateActive,
    StatePaused,
    StateStopped
};

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // 创建状态机
        TKStateMachine *stateMachine = [TKStateMachine new];
        
        // 定义状态
        TKState *idleState = [TKState stateWithName:@"Idle"];
        TKState *activeState = [TKState stateWithName:@"Active"];
        TKState *pausedState = [TKState stateWithName:@"Paused"];
        TKState *stoppedState = [TKState stateWithName:@"Stopped"];
        
        // 将状态添加到状态机中
        [stateMachine addStates:@[idleState, activeState, pausedState, stoppedState]];
        
        // 定义状态转换规则
        [stateMachine addTransition:[TKTransition transitionFromState:idleState
                                                             toState:activeState
                                                             onEvent:@"Start"]];
        [stateMachine addTransition:[TKTransition transitionFromStates:@[activeState, pausedState]
                                                              toState:stoppedState
                                                              onEvent:@"Stop"]];
        [stateMachine addTransition:[TKTransition transitionFromState:activeState
                                                             toState:pausedState
                                                             onEvent:@"Pause"]];
        [stateMachine addTransition:[TKTransition transitionFromState:pausedState
                                                             toState:activeState
                                                             onEvent:@"Resume"]];
        
        // 启动状态机
        [stateMachine activate];
        
        // 触发事件，执行状态转换
        [stateMachine fireEvent:@"Start"];
        [stateMachine fireEvent:@"Pause"];
        [stateMachine fireEvent:@"Resume"];
        [stateMachine fireEvent:@"Stop"];
        
        // 输出当前状态
        NSLog(@"Current state: %@", stateMachine.currentState.name);
    }
    return 0;
}

fireEvent的伪代码

objective
Copy code
- (void)fireEvent:(NSString *)event {
    // 获取当前状态
    State *currentState = self.currentState;
    
    // 获取与当前状态相关的所有状态转换规则
    NSArray *transitions = [self.transitions objectForKey:currentState];
    
    // 遍历所有转换规则，查找与当前事件匹配的规则
    for (Transition *transition in transitions) {
        if ([transition.event isEqualToString:event]) {
            // 执行状态转换动作
            [self transitionToState:transition.toState];
            return; // 一旦找到匹配的规则，立即执行状态转换并返回
        }
    }
    
    // 如果没有找到匹配的转换规则，则忽略该事件
    NSLog(@"No transition defined for event %@", event);
}

- (void)transitionToState:(State *)state {
    // 执行状态转换的逻辑
    NSLog(@"Transitioning to state %@", state);
    self.currentState = state;
}

3、状态机模式和策略模式的对比分析

在状态机模式中，对象的行为会根据内部状态的改变而改变，类似于不同状态之间的切换；而在策略模式中，对象的行为会根据外部传入的策略对象而改变，类似于不同策略之间的切换。

核心关注点：对象的行为是从外部传入还是从内部转换处理；

3.1、状态机模式伪代码示例：

plaintext
Copy code
// 定义状态机接口
interface State {
    handleInput(input) // 处理输入
}

// 定义具体状态类
class StateA implements State {
    handleInput(input) {
        if (input == "EventX") {
            // 执行状态A对应的逻辑
            transitionToState(StateB) // 转换到状态B
        }
    }
}

class StateB implements State {
    handleInput(input) {
        if (input == "EventY") {
            // 执行状态B对应的逻辑
            transitionToState(StateC) // 转换到状态C
        }
    }
}

class StateC implements State {
    handleInput(input) {
        if (input == "EventZ") {
            // 执行状态C对应的逻辑
            transitionToState(StateA) // 转换到状态A
        }
    }
}

// 定义状态机类
class StateMachine {
    currentState // 当前状态

    handleInput(input) {
        currentState.handleInput(input) // 委托给当前状态处理输入
    }

    transitionToState(newState) {
        currentState = newState // 更新当前状态
    }
}

// 使用状态机
stateMachine = new StateMachine(StateA) // 初始状态为A
stateMachine.handleInput("EventX") // 触发事件X

3.2、策略模式伪代码示例：

plaintext
Copy code
// 定义策略接口
interface Strategy {
    execute() // 执行策略
}

// 定义具体策略类
class ConcreteStrategyA implements Strategy {
    execute() {
        // 执行策略A对应的逻辑
    }
}

class ConcreteStrategyB implements Strategy {
    execute() {
        // 执行策略B对应的逻辑
    }
}

class ConcreteStrategyC implements Strategy {
    execute() {
        // 执行策略C对应的逻辑
    }
}

// 定义上下文类
class Context {
    strategy // 持有策略对象

    setStrategy(strategy) {
        this.strategy = strategy // 设置策略
    }

    executeStrategy() {
        strategy.execute() // 执行当前策略
    }
}

// 使用策略模式
context = new Context()
context.setStrategy(new ConcreteStrategyA()) // 设置策略A
context.executeStrategy() // 执行策略A的逻辑

iOS状态机模式的使用分析

1、基础状态机的代码示例

1.1、 定义状态接口（State）：定义对象可能具有的所有状态，并声明每个状态可能执行的操作。

1.2、 实现具体状态类（ConcreteState）：针对每个状态实现具体的行为逻辑。

1.3、 定义Context类：Context类持有当前状态，并在状态之间进行转移。

1.4、 使用状态模式：在客户端代码中创建Context对象并设置初始状态，然后调用对象的方法来执行操作。