Lecture 8: 有限状态机 Finite State Machine

概述

有限状态机（有时称为有限状态自动机 finite state automaton）是一种可以用硬件或软件实现的计算模型。 可以用来模拟时序逻辑和一些计算机程序。 有限状态自动机生成正则语言。Finite state automata generate regular languages. 它可用于对许多领域的问题进行建模，包括数学、人工智能、游戏和语言学。

两大有限状态机

• Mealy State Machine 米利型有限状态机：基于它的当前状态和输入生成输出
• Moore State Machine 摩尔型有限状态机：输出只由当前的状态所确定

有限状态机的特殊类型

• DFA 确定性有限状态自动机：每个节点的每个字母只有一种转移路径
• NFA 非确定有限状态自动机：每个节点的每个字母有多种可能的转移

FSM 的优点

• 灵活
• 易于从抽象转移到代码执行
• 对处理器的开销比较低
• 可以轻松确定状态的可达性

FSM 的缺点

• 不适用于所有的领域
• 在游戏等领域，可能不需要 FSM 的预期特性（expected character）
• 状态转移的顺序不灵活
• 如果没有设计理念，那么大型的 FSM 将难以管理