Functional programming 如何用Ocaml表示一个简单的有限状态机？ 我用C++和java编写了一些状态机，但是从来没有用OcAML这样的函数语言。

问题是，我不知道我是否可以只修改来自对象语言版本的代码，因为Ocaml中的记录和变体比类更强大

所以，我需要一个事件驱动的有限状态机（类似于UML中的层次结构），易于配置

有经验的人能举个简单的例子吗？只是为了避免最常见的陷阱

谢谢：）

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编辑16/03:是否可以在没有可变状态的情况下进行编辑？

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我想把它恰当地封装在“FSM”的名称下，我应该选择一个模块还是一个类？

这里有一个极好的答案，它展示了OCaml在表示有限状态机时的表现力和优雅性：

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对于更重要的用途，您可以尝试查看一些有限状态机库，如fsm库。

通常，您创建一个与自动机状态相对应的记录，并为触发转换到另一状态的事件创建另一种类型。在状态记录中，您可以为每个事件找到新状态的映射

假设您的转换由字符串触发：

type event = string

module EventMap = Map.Make(struct
    type t = event
    let compare = compare
  end)

type state = {
  state_info : ...; (* the content of that state, id, comment, etc. *)
  mutable state_transitions : state EventMap.t;
}

let next_state current_state event =
  try
    EventMap.find event current_state.state_transitions
  with Not_found -> current_state

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在这里，我假设未知事件保持相同的状态，但记录中可能有错误状态…

我最近在OCaml中创建了一个FSM模块，您可以找到它

我对我的FSM实现有一些特殊的要求，这可能会使它看起来不像其他人在这里指出的那样好，但是，我认为你声明FSM本身的方式是一种好的声明方式。特殊要求是，除了能够在OCaml版本中模拟FSM的操作外，我还需要能够从FSM的声明性描述中生成HDL（硬件描述语言）代码。因此，我需要使用谓词表达式，而不是转换函数（否则，我将如何将函数转换为字符串？），因此，您主要希望关注那里的FSM模块以及那里的create和eval_FSM函数

下面是一个用法示例：

(*********************************************************
 * FSM testing *******************************************
*)

(* inputs to the FSM *)
let full         = Var({name ="full"; value  = F});;
let ten_minutes  = Var({name = "ten_minutes"; value = F});;
let empty        = Var({name = "empty"; value = F});;
let five_minutes = Var({name = "five_minutes"; value =F});;


(* T is true,    F is false *)
let _ = 
  assign full         F ;
  assign ten_minutes  F ;
  assign empty        F ;
  assign five_minutes F ;;

(* outputs from the FSM *)
let water_on     = Var({name = "water_on";    value = F});;
let agitate      = Var({name = "agitate";     value = F});;
let drain        = Var({name = "drain"  ;     value = F});;
let start_timer  = Var({name = "start_timer"; value = F});;
let motor_on     = Var({name = "motor_on";    value = F});;
let washed       = Var({name = "washed";    value = F});;
let soap         = Var({name = "soap";        value = F});;

let reset_actions = 
  assign water_on      F;
  assign agitate       F;
  assign drain         F;
  assign start_timer   F;
  assign motor_on      F;;

module WashStates = 
  struct
   type t =  START | FILL | WASH | DRAIN |  RINSE | SPIN | STOP
     deriving(Show, Enum)    
   let start_state = START
  end 

module LogicExp = 
  struct
    type t     = boolean Logic.bexp
    type var_t = boolean Logic.variable
    let eval_exp exp = to_bool (Logic.eval exp)
    let var_to_s     = var_to_s
  end

module WashFSM = FSM(WashStates)(LogicExp) 

open WashStates

(* declare the state table *)
(*   CS,   PREDICATE,               NS,    ACTIONs *)
let my_fsm = [
  (START, Const(T),                 FILL, [(water_on,   T); 
                                           (soap,       T)]);
  (FILL,  Bop(And,full,soap),       WASH, [(water_on,   F);
                                           (agitate,    T);
                                           (washed,     T);
                                           (start_timer,T)]);
  (WASH,  ten_minutes,              DRAIN,[(agitate,    F);
                                           (start_timer,F); 
                                           (empty,      T)]); 
  (DRAIN, Bop(And,empty,soap),      FILL, [(drain,      F); 
                                           (soap,       F);
                                           (water_on,   T)] );
  (FILL,  Bop(And,full,Not(soap)),  RINSE,[(water_on,   F); 
                                           (soap,       F);
                                           (empty,      F);
                                           (agitate,    T)]);
  (RINSE, ten_minutes,              DRAIN, [(agitate,   F);
                                            (empty,     T)] );
  (DRAIN, Bop(And,empty,Not(soap)), SPIN,  [(motor_on,  T);
                                            (start_timer,T)]);
  (SPIN,  five_minutes,             STOP,  [(water_on,  F);
                                            (drain,     F);
                                            (start_timer,F);
                                            (motor_on,  F)]);
  (STOP,  Const(T),                 STOP,  [(motor_on,  F)]);
];; 


let st_table, current_state = WashFSM.create my_fsm in

let _ = assign full T in
let current_state = WashFSM.eval_fsm st_table current_state  in
let _ = assign ten_minutes T in
let current_state = WashFSM.eval_fsm st_table current_state  in
let current_state = WashFSM.eval_fsm st_table current_state  in
let _ = (assign ten_minutes F);(assign empty T) in
let current_state = WashFSM.eval_fsm st_table current_state  in

let _ = assign five_minutes T in
let current_state = WashFSM.eval_fsm st_table current_state  in
let _ = assign five_minutes F in
let _ = assign ten_minutes T in
let current_state = WashFSM.eval_fsm st_table current_state  in
let current_state = WashFSM.eval_fsm st_table current_state  in
let _ = assign five_minutes T in
let _ = WashFSM.eval_fsm st_table current_state  in
(*...and so on...*)

（请原谅“；”结尾-我希望能够将此代码剪切并粘贴到REPL中）

这里使用的一些代码可以在MyGithub上的中找到（fsm.ml是该项目的一部分）。谓词表达式的计算结果为T或F（true或false）。如果为true，则从当前状态转换到下一个状态。Const T表示总是转换。一种表达方式，如：

Bop(And, full, soap) 

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表示如果full和soap都是T（true），则表达式的计算结果为true。

这取决于您必须如何操作FSM，例如，您是否需要存储其状态并稍后继续，或者您是否只想立即执行它。在后一种情况下，将其作为一组尾部递归函数来执行是很简单的

例如，假设regexp

C（（A | B）*

——以下相互递归函数是各个FSM的直接实现，它们识别与此regexp匹配的列表（如果我没有犯任何错误：）：

每个函数只对应于自动机的一个状态，并实现其转换函数。应用

s1:alphabet list->bool

将对参数运行FSM

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PS：请注意，这是一个如何展示尾部调用优化的优点和优雅的应用程序…

可能的重复是否可以在没有可变状态的情况下进行？我想用“FSM”这个名字来恰当地封装它，我应该选择一个模块还是一个类？

type alphabet = A | B | C | D

let rec s1 = function
  | C :: rest -> s2 rest
  | _ -> false

and s2 = function
  | [] -> true
  | (A | B) :: rest -> s2 rest
  | C :: rest -> s3 rest
  | _ -> false

and s3 = function
  | D :: rest -> s2 rest
  | _ -> false