java 枚举高级应用之状态机

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枚举类型非常适合用来创建状态机，一个状态机通常可以拥有有限的几个状态，他通常根据输入，从一个状态进入到下一个状态。

下面是一个用枚举实现的自动售货机的例子，很简陋，但是表达清楚了意思就差不多了，也希望各位看官能指出不足之处。

package enums;

import java.util.Random;

/**
* @描述 售货机可以接收的钞票金额和所有商品的价格
* @创建时间 2012-5-27
* @另请参照
*/
public enum Input {
/**五分硬币**/
NICKEL(5),
/**一角硬币**/
DIME(10),
/**两角五分**/
QUARTER(25),
/**一块美金**/
DOLLAR(100),

/**药膏2元**/
TOOTHPASTE(200),
/**炸薯条75美分**/
CHIPS(75),
/**苏打水1元**/
SODA(100),//
/**肥皂5毛**/
SOAP(50),

ABORT_TRANSACTION{
public int amount(){
throw new RuntimeException("退出时不能获取余额！");
}
},
STOP{
public int amount(){
throw new RuntimeException("关机时不能获取余额！");
}
};

//金额
int value;
Input(int value){this.value = value;}
Input(){}
//返回该操作项的金额
int amount(){return value;}

/**
* @return 随机获取的操作
*/
public static Input randomSelection(){
return values()[new Random(System.nanoTime()).nextInt(values().length)];
}
}

package enums;
import static enums.Input.*;

import java.util.EnumMap;
/**
* 对自动售货机的状态分类
*/
public enum Category {
/**放入钞票**/
MONEY(NICKEL,DIME,QUARTER,DOLLAR),

/**选择商品**/
ITEM_SELECTION(TOOTHPASTE,CHIPS,SODA,SOAP),

/**退出**/
QUIT_TRANSACTION(ABORT_TRANSACTION),

/**关机**/
SHUT_DOWN(STOP);

private Input[] values;


Category(Input... types){values = types;}

public static EnumMap categories = new EnumMap(Input.class);

public Input[] getValues(){
return values;
}
//初始化自动售货机状态集合
static {
for (Category c : Category.class.getEnumConstants()) {
for(Input input : c.values){
categories.put(input, c);
}
}
}

/**返回该操作项所属状态**/
public static Category categorize(Input input){
return categories.get(input);
}
}

package enums;
import static enums.Category.*;
/**
* 自动售货机
*/
public class VendingMachine {

//当前运行状态
private static State state = State.RESTING;
//当前余额
private static int amount = 0;
//当前选择商品
private static Input selection = null;

/**持续状态，不能做其他操作**/
enum StateDuration{TRANSIENT}

/**
* 运行状态
*/
enum State{
/**初始界面**/
RESTING{
void next(Input input){
switch (Category.categorize(input)) {
case MONEY:
amount += input.amount();
System.out.println("放入金额："+input.amount()+"美分");
state = ADDING_MONEY;
break;
case SHUT_DOWN:
state = TERMINAL;
break;
default:
state = RESTING;
break;
}
}
},
/**选择商品**/
ADDING_MONEY{
void next(Input input){
switch (Category.categorize(input)) {
case MONEY:
amount += input.amount();
System.out.println("再次放入金额："+input.amount()+"美分，您的余额是："+amount+"美分");
break;
case ITEM_SELECTION:
selection = input;
System.out.println("选择商品："+input);
if(amount < input.amount()){
System.out.println("你的余额不够购买商品："+input);
state = ADDING_MONEY;
}else state = DISPENSING;
break;
case QUIT_TRANSACTION:
state = GIVING_CHANGE;
break;
case SHUT_DOWN:
state = TERMINAL;
break;
default:
state = ADDING_MONEY;
break;
}
}
},
/**发出商品，交易成功**/
DISPENSING(StateDuration.TRANSIENT){
void next(){
System.out.println("交易成功！请拿好您的商品："+selection);
//扣除购买商品的金额
amount -= selection.amount();
state = GIVING_CHANGE;
}
},
/**找零**/
GIVING_CHANGE(StateDuration.TRANSIENT){
void next(){
if(amount > 0){
System.out.println("请拿好您的找零："+amount+"美分");
amount = 0;
}
state = TERMINAL;
}
},
/**交易终止**/
TERMINAL{
void output(){
System.out.println("交易结束");
}
};

private boolean isTransient = false;

/**当前是否是瞬时状态（即不可以做其他操作）**/
public boolean isTransient(){return this.isTransient;}

State(){}

State(StateDuration stateDuration){this.isTransient = true;}

//默认方法（在瞬时状态时做其他操作时被调用）
void next(Input input){ System.out.println("该状态不能做其他操作！");}
//默认方法（在非瞬时状态时不做操作时被调用）
void next(){ System.out.println("请选择一个操作！");}
//默认方法（查看余额）
void output(){System.out.println("您的余额还剩："+amount+"美分");}
}

//执行一个操作
public static void run(Input gen){
if(state!=State.TERMINAL){
if(state.isTransient()){
state.next();
}else{
state.next(gen);
}

}else{
state.output();
}

}

//测试
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
int i = 0;
while(true){
switch (state) {
case RESTING:
run(Enums.random(MONEY.getValues()));
break;
case ADDING_MONEY:
//如果金额不足
if(i > 0){
run(Enums.random(MONEY.getValues()));
i = 0;
}else{
run(Enums.random(ITEM_SELECTION.getValues()));
i++;
}
break;
case TERMINAL:
run(Input.STOP);
return;
default:
run(null);
break;
}
}
}
}

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