首先使用枚举定义状态，如TrafficLightState包含红、黄、绿；再通过类封装状态和行为，构造函数初始化当前状态为红灯；change方法根据当前状态切换至下一状态，displayState输出当前状态名称，实现清晰的状态管理与转换逻辑。
在C++中实现一个有限状态机（Finite State Machine, FSM）是一种常见且高效的方式，用于管理对象在不同状态之间的转换。通过结合枚举（enum）和类（class），可以清晰地定义状态、事件以及状态转移逻辑，使代码更易读、可维护。
使用枚举定义状态
首先，使用枚举类型来表示状态机中所有可能的状态。这能提高代码的可读性，并避免使用魔法数字或字符串。
enum class TrafficLightState {
RED,
YELLOW,
GREEN
};
这里定义了一个交通灯的状态机，包含红、黄、绿三种状态。使用enum class可以避免命名污染，并提供类型安全。
设计状态机类
接下来，创建一个类来封装状态和行为。该类保存当前状态，并提供处理事件或触发状态转移的方法。
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class TrafficLight {
private:
TrafficLightState currentState;
public:
TrafficLight() : currentState(TrafficLightState::RED) {}
void change() {
switch (currentState) {
case TrafficLightState::RED:
currentState = TrafficLightState::GREEN;
break;
case TrafficLightState::GREEN:
currentState = TrafficLightState::YELLOW;
break;
case TrafficLightState::YELLOW:
currentState = TrafficLightState::RED;
break;
}
}
TrafficLightState getState() const {
return currentState;
}
void displayState() const {
switch (currentState) {
case TrafficLightState::RED:
std::cout << "Red\n";
break;
case TrafficLightState::GREEN:
std::cout << "Green\n";
break;
case TrafficLightState::YELLOW:
std::cout << "Yellow\n";
break;
}
}
};
这个类维护当前状态，通过change()方法模拟状态转移。每次调用时，根据当前状态切换到下一个状态。
扩展：支持事件驱动的状态转移
更复杂的状态机可以根据输入事件进行转移。可以通过引入事件枚举，并使用二维表或映射结构来定义状态转移规则。
enum class Event {
TIMER_EXPIRED,
EMERGENCY_STOP
};
// 简单的状态转移函数示例
void handleEvent(Event event) {
if (event == Event::TIMER_EXPIRED) {
change(); // 按照原逻辑切换
}
}
在实际项目中，也可以使用std::map或查找表来配置“当前状态 + 事件 → 下一状态”的映射关系，提升灵活性。
优点与适用场景
这种基于枚举和类的实现方式简单直观，适合中小型状态机。其优势包括：
- 状态清晰，类型安全
- 逻辑集中，易于调试
- 可扩展性强，便于添加新状态或事件
适用于游戏AI、协议解析、UI流程控制等需要明确状态管理的场景。
基本上就这些。通过枚举定义状态，类封装行为，C++中的状态机实现既简洁又高效。
