有限状态自动机的javascript实现

最新推荐文章于 2025-09-26 09:12:30 发布

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#JavaScript #prototype #数据结构 #领域模型 #ViewUI

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本文介绍了一种基于有限状态自动机（FSM）的计算模型，并通过一个具体的示例来展示如何使用FSM抑制比特流中的新1。讨论了FSM的数据结构及其实现方式，并提供了一个JavaScript实现的例子。

启发自 more programming pearls 2

有限状态自动机（FSM）是计算的一种优雅的数学模型和有用的实践工具，它在程序设计语言的语法分析，通信协议以及简单的硬件设备等许多应用领域都有广泛的用途。

例子：抑制比特流中的所有新出现的1：

input:011010111
output:001000011

紧跟在0后面的1变成0，输入流中的其他比特流位不改变。

自动状态机：

对应的两状态自动机在其状态中对最后一个输入比特进行编码：liz 表示 last input zero ，lio表示 last input one

指向liz的横向箭头表示这是初始状态。从liz到lio的弧线表示，如果自动机当前处于liz且输入是一个1，则输出一个0并进入到状态里欧。

数据结构：

执行fsm程序需要两个数据结构：

如果fsm包含弧线：

则下列等式成立

trans[state1,insym] == state2

out[state1,insym] == outsym

trans 表示状态转换，out表示输出符号。

则我们可得到trans，out后即可进行自动机的运转。

程序例子：

<script type="text/javascript">
/*
  input:011010111
  output:001000011
*/




var Fsm = function(transMap){
	this.initTrans(transMap);	
};

/*
	载入有限状态机
*/
Fsm.prototype.initTrans = function(transMap){
	//当前状态，当前值 => 下一个值
	this.out={};
	//当前状态，当前值 => 下一个状态
	this.trans={};
	for(var i=0,l=transMap.length;i<l;i++) {
		var tranMap=transMap[i];
		//trick
		this.trans[tranMap['from']]=this.trans[tranMap['from']]||{};
		this.out[tranMap['from']]=this.out[tranMap['from']]||{};
		this.trans[tranMap['from']][tranMap['fromValue']]=tranMap['to'];
		this.out[tranMap['from']][tranMap['fromValue']]=tranMap['toValue'];
	}
};

/*
	根据已有有限状态机和已有序列得出结果序列
*/
Fsm.prototype.run = function(params){

	var currentState=params.start;
	var sequence=params.sequence;
	var result=[];
	for(var i=0,l=sequence.length;i<l;i++) {
		var currentValue=sequence[i];
		result.push(this.out[currentState][currentValue]);
		currentState=this.trans[currentState][currentValue];
		if(!currentState){alert("transMap 出错了 !");return[]}
		
	}
	return result;	
};

(function main() {
	var metaState=[
		//当前状态为 from,当前值为 fromValue
		//转换后状态为 to,值为 toValue
		{
			from:'liz',
			fromValue:0,
			to:'liz',
			toValue:0
			
		},
		{
			from:'liz',
			fromValue:1,
			to:'lio',
			toValue:0
			
		},
		{
			from:'lio',
			fromValue:0,
			to:'liz',
			toValue:0
			
		},
		{
			from:'lio',
			fromValue:1,
			to:'lio',
			toValue:1
		}
	];
	
	var fsm=new Fsm(metaState);
	
	var result=fsm.run({
		start:'liz',
		sequence:[0,1,1,0,1,0,1,1,1]
	});
	
	alert(result);

})();

</script>