【新手Java】11.有限状态机FSM

最新推荐文章于 2025-06-05 13:54:09 发布

原创

最新推荐文章于 2025-06-05 13:54:09 发布 · 1.0k 阅读

5 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#java

本文介绍了有限状态机（FSM）的基本概念，它是一种计算模型，广泛应用于数学、人工智能等领域。文章讲解了米里状态机（Mealy State Machine）的特点，包括状态集、字母集、转换函数等关键元素。此外，还讨论了确定性有限状态自动机（DFA）和非确定性有限状态自动机（NFA）的区别以及它们之间的关系。最后，列举了FSM的优势和局限性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

注：这部分与Java没有直接联系，只想看Java的可以跳过
注再注：计算理论是真的折磨，这里就是折磨的开始

【概述】
有限状态机（有时称为有限状态自动机）是一种可以用硬件或软件实现的计算模型，可以用来模拟顺序逻辑和某些计算机程序。
有限状态自动机生成常规语言。它可用于对许多领域的问题进行建模，包括数学，人工智能，游戏和语言学。

【米里状态机 Mealy State Machine】
顺序系统，其中输出取决于当前输入和状态

有限状态机（FSM）对正则表达式提供了不同的观点，一个FSM描述了一个正则表达式的行为，每个FSM由以下5个元组成
Q: 有限的状态集 a finite set of states
Σ: 有限的字母集 a finite alphabet set 针对某些状态采用的action
δ: Q X Σ → Q: 转换函数/映射函数一组从状态和输入到状态的映射 transition function -a set of maps from states and inputs into states 在某个状态下采用某个action而得到新状态的转化
q0: 初始状态 an initial state (q0 ∈Q)
F: 一组最终/接受状态a set of final/accepting states (F ⊆Q)
每个FSM可能有不同的状态集、字母集、映射函数、初始与最终状态，针对不同的情况，我们会有不同的FSM的设计（不同问题，不同设计）

FSM是抽象机，在任何给定时间只能处于有限数量的状态（Q）之一。
FSM可以响应某些外部输入而从一种状态转换为另一种状态

【状态 States】
状态集通常描述机器的当前状态。机器的当前状态通常取决于机器的先前状态，总有如下两种特殊状态
1.起始状态 Start Sta