Finite automata 什么是有限状态自动机？程序员为什么要知道它们？

呃，问题是怎么说的。这是我一直听说的事情，但我还没有时间去调查

---

---

（更新）我可以查一下定义。。。但为什么不（正如@erikson所指出的）深入了解你的真实经历和轶事呢。社区维基将帮助人们投票选出最有见解的答案。到目前为止读得很有趣，谢谢

是的！你可以查一下

---

简而言之，这是一种可以用来表示具有具体状态的系统的技术（与量子状态/概率分布相反）

引述：

有限状态机（FSM）或有限状态机 状态自动机（复数：自动机）或 简单地说，状态机就是 由有限数组成的行为 状态之间的转换 国家、政策和行动。有限状态 机器是机器的抽象模型 具有基本内部结构的机器 记忆

那么，这对你意味着什么？简单地说，它是表示您所关心的系统从开始状态到结束状态的路径的有效方法。使用正则表达式作为一个相当容易理解的示例，让我们看看AB+C模式（假设那个加号是上标）。我希望这种模式能够接受诸如“ABC”、“ABBC”、“ABBC”等字符串。在开始时，C的结尾是B的中间数（大于或等于1）。 如果你想一想，用一幅图片来思考这个问题几乎更容易。用文本假装它（我的括号是一个回环弧），你可以看到a（在左边）是开始状态，C（在右边）是结束状态

      _
     ( ) 
A --> B --> C

从FSAs开始，您可以继续您的计算复杂性之旅，前往地球

---

但是，您也可以使用状态机来表示真实的行为和系统。在我的世界里，我们使用它们来模拟实际工作人员的特定工作流，这些人员使用的组件极不容忍状态顺序中的错误。例如，“A最好在C之前出现，否则会有一个非常严重的问题。现在就不可能了。”

每个程序员都应该知道它们，因为它们是解决某些类型问题的优秀工具，通常的“迭代思考”方法会产生令人讨厌的复杂代码

一个典型的例子是游戏AI，NPC有不同的状态，根据玩家所在的位置而变化，比如：

• NPC_状态_空闲
• NPC_状态_警戒（100米以下玩家）
• NPC状态（玩家攻击NPC）
• NPC_州_逃离（健康状况不佳）

FSM可以很容易地描述转换，并帮助对FSM所描述的系统执行复杂的推理。

您可以查找它，但究竟是什么。直观地说，有限状态自动机是具有有限数量状态和规则的事物的抽象，通过这些规则，可以从一个状态切换到另一个状态。一种状态是可以做出正确或错误陈述的东西，而规则是一种从一种状态改变到另一种状态的方式。比如说，你可以有两种状态：“我在家”和“我在工作”以及两条规则，“上班”和“回家”

事实证明，你可以从数学的角度来观察这样的机器，发现它们可以做和不能做的事情。正则表达式基本上是一种描述有限状态机的方法，其中状态是一组不同的字符串，规则根据下一个读取的字符从一个状态移动到另一个状态。你可以证明这一点。但您也可以证明，没有任何有限状态机可以判断表达式中的括号是否匹配（通过for FSAs）

您应该了解FSA的原因是，它们可以用于解决许多问题：字符串匹配、系统控制、业务流程描述、数字电路设计。它们天生也很漂亮

---

形式上，FSA是代数结构F=〈∑，S，s0，F，δ〉 其中，∑是输入字母表，S是一组状态，s0∈ S是一个特定的开始状态，F⊆ S是一组接受态，δ：S×∑→ S是状态转换函数。

其他网站（如Wikipedia）更好地回答它，因为已经有了相当广泛的答案

为什么您应该了解它们：因为您可能已经实现了它们

任何时候，当您的代码具有有限数量的可能状态（即“有限状态”部分）并在某个输入/事件发生后切换到另一个状态（即“机器”部分）时，您已经编写了有限状态机

---

这是一个非常常用的工具，了解这方面的理论基础，能够对此进行推理，并知道如何将两个FSM组合成一个执行相同工作的FSM，这将是一个很大的帮助。

无论何时在完成操作之前必须释放线程，都需要状态机

由于web服务通常不是全状态的，所以在web服务中通常看不到这一点——您需要重新排列URL，使每个URL对应于代码中的单个路径

我想另一种思考方式可能是，每个web服务器都是一个FSM，状态信息保存在URL中

在处理输入时，您经常会看到它。你必须在输入完成之前释放你的线程，所以你设置了一个标记“input in progress”或者类似的东西。完成后，将标志设置为“等待输入”。那面旗子是你的状态监视器

通常情况下，FSM是作为一个开关语句来实现的，该语句在变量上进行开关操作。每种情况都是不同的状态。在案例结束时，可以将状态设置为新值。你几乎肯定在什么地方见过

FSM的好处在于，您可以将状态作为数据的一部分，而不是代码的一部分。