Python 状态机-优快云博客

主流Python状态机库

transitions

特点：

轻量级状态机库
支持简单状态机和层次化状态机（HSM）
提供状态转换回调函数
支持条件性转换（Guards）
与FastAPI等框架集成良好

安装：

pip install transitions

下面给出一个简单示例

from typing import Optional
from transitions import State, Machine
from enum import Enum, auto


class MatterState(Enum):
    """物质状态枚举类"""
    SOLID = auto()    # 固态
    LIQUID = auto()   # 液态
    GAS = auto()      # 气态
    PLASMA = auto()   # 等离子态

    def __str__(self) -> str:
        """返回小写字符串表示，用于状态机名称匹配"""
        return self.name.lower()


class Matter:
    state: Optional[MatterState] = None  # 状态属性，使用枚举类型

    def say_hello(self):
        print(f"hello, {self.state or 'unknown'} state")

    def say_goodbye(self):
        print(f"goodbye, {self.state or 'unknown'} state")

    def on_exit_solid(self):
        print(f"Exiting {self.state} state!")

    def on_enter_liquid(self):
        print(f"Entering {self.state} state!")

    def next(self):
        return self.trigger('next')

    def __init__(self):
        # 基于枚举创建状态列表
        self.states = [
            State(
                name=str(state),  # 转换为小写字符串作为状态名称
                on_enter='say_hello',
                on_exit='say_goodbye'
            ) for state in MatterState
        ]

        # 初始化状态机
        self.machine = Machine(
            model=self,
            states=self.states,
            initial=str(MatterState.SOLID),  # 初始状态为固态
            auto_transitions=False
        )

        # 定义转换规则（使用枚举的字符串表示）
        self.machine.add_transition(
            trigger='next',
            source=str(MatterState.SOLID),
            dest=str(MatterState.LIQUID)
        )
        self.machine.add_transition(
            trigger='next',
            source=str(MatterState.LIQUID),
            dest=str(MatterState.GAS)
        )
        self.machine.add_transition(
            trigger='next',
            source=str(MatterState.GAS),
            dest=str(MatterState.PLASMA)
        )
        self.machine.add_transition(
            trigger='sublimate',
            source=str(MatterState.SOLID),
            dest=str(MatterState.GAS)
        )  # 升华触发


if __name__ == "__main__":
    lump = Matter()
    print("初始状态:", lump.state)  # 输出：初始状态: MatterState.SOLID

    # 第一次调用 next()：solid → liquid
    print("\n触发 next() 从 solid 转换：")
    lump.next()
    print("当前状态:", lump.state)  # 输出：当前状态: MatterState.LIQUID

    # 第二次调用 next()：liquid → gas
    print("\n触发 next() 从 liquid 转换：")
    lump.next()
    print("当前状态:", lump.state)  # 输出：当前状态: MatterState.GAS

    # 状态检查
    print("\n状态检查：")
    print("是否为 solid？", lump.is_solid())    # False
    print("是否为 liquid？", lump.is_liquid())  # False
    print("是否为 gas？", lump.is_gas())        # True

    # 测试升华
    print("\n触发升华（solid → gas）：")
    lump2 = Matter()
    lump2.sublimate()
    print("升华后的状态:", lump2.state)  # 输出：升华后的状态: MatterState.GAS