Python 如何存储复杂的状态机

我有一个相当复杂的状态机，需要用Python实现。到目前为止，我所尝试的一切都非常混乱，有一百万个循环和

if

语句。我有大约100个节点，每个节点可以有多个传入和传出弧

首先，我已经有了状态机的设计，这不是需要学习的东西。其次，我不想使用任何像

scikit-learn

这样的软件包。显然，

pandas

和

numpy

都很好，但我想用Python勾勒出这一点，然后将其引入C#，所以它不能太依赖Python包

我也尝试过使用图，但感觉不太对，因为有循环，遍历算法依赖于决策，而不是成本。我也在考虑写一种特定领域的语言，但在我投入大量时间之前，我想确定我已经做了一些研究

用于存储状态机的典型数据结构是什么？它需要能够解释周期和汇。DSL是一种发展方向吗？如果有，你有什么建议吗

谢谢

p、 它看起来像这样。

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来源：

状态机最简单的表示形式是图形

在大多数语言中，可以使用其索引表示状态的数组，其元素是到其他状态的转换列表。将人类可读的状态名称与每个索引关联以支持调试通常是很方便的。转换需要两部分：转换条件和目标状态号

我们通过命名所需的图构造函数和元素，在python中设计了一个“内部”DSL。我们可以定义一个状态机（请原谅我的Python，我不是专家）：

我们可以构造一个状态机来识别典型的标识符名称（与regexp“[a-Z][a-Z0-9]*”）相同：

运行状态机很容易。我们首先将当前_状态设置为状态机的初始状态：

     current_state = "ScanFirstIdentifierCharacter"

然后给定一个输入字符：

     character = ...

我们在状态机中定位当前的_状态，然后处理转换，寻找满足于更改当前_状态的转换：

     for s in StateMachine.states   // find the actual state matching current_state
         if s.name == current_state
            state = s
            break
     for t in state.transitions // process all transitions (assumed mutually exclusive)
          if t.condition(character)
             current_state=t.target
             break  // adding this line means "take the first valid transition"

您可以在定义状态机后运行一个小“编译器”，用数组索引替换文本状态名，从而提高效率。然后，状态查找可以是直接数组索引

如果解释此状态机的速度不够快，则可以将各个状态编译为等效的目标语言代码并导入该代码。如果操作得当，这实际上会产生非常快的状态机

[注：在我完成回答后，作者在他的问题中添加了一个流程图示例。我让他用状态机符号转换他的流程图]

OP最初提出的与决策树相关的问题引发了另一个考虑：转换谓词是如何存储的？在我这里的版本中，它们是“不透明”的Python lambda，可以满足一些需求。 如果OP希望以非不透明的方式存储复杂的转换谓词，

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他需要“transition”字段包含一个抽象语法树，表示感兴趣的布尔条件。有关如何解析（布尔）和执行布尔表达式的详细信息，请参见

决策树通常指的是其他内容（作为一棵树，它的定义不会包含循环）。如果你把它改成“状态机”，你会更幸运。谢谢！我将继续提问，并将其重新表述为“状态机”。这是一个“状态机”的糟糕示例：它似乎只有两个（红色）状态，除非OP打算将方形框也用作状态。有很多条件，但这意味着状态之间的转换有复杂的谓词。这就留下了一个悬而未决的问题：OP是想明确地建模转换的结构（例如，作为一个抽象语法树），还是愿意将这些转换作为不透明的谓词。橙色框是bird做出的决定或动作，这些决定或动作也会影响bird的状态更新。这股水流也会根据鸟类的行为来显示其行为的结果。这就是我所了解的哇，谢谢你的详尽回答！我没有这样想过，所以defs会继续使用这种方法吗

     character = ...

     for s in StateMachine.states   // find the actual state matching current_state
         if s.name == current_state
            state = s
            break
     for t in state.transitions // process all transitions (assumed mutually exclusive)
          if t.condition(character)
             current_state=t.target
             break  // adding this line means "take the first valid transition"