A programmable Finite State Machine implementation. : Algorithms « Collections Data Structure « Java

Home
Java
1.2D Graphics GUI
2.3D
3.Advanced Graphics
4.Ant
5.Apache Common
6.Chart
7.Class
8.Collections Data Structure
9.Data Type
10.Database SQL JDBC
11.Design Pattern
12.Development Class
13.EJB3
14.Email
15.Event
16.File Input Output
17.Game
18.Generics
19.GWT
20.Hibernate
21.I18N
22.J2EE
23.J2ME
24.JavaFX
25.JDK 6
26.JDK 7
27.JNDI LDAP
28.JPA
29.JSP
30.JSTL
31.Language Basics
32.Network Protocol
33.PDF RTF
34.Reflection
35.Regular Expressions
36.Scripting
37.Security
38.Servlets
39.Spring
40.Swing Components
41.Swing JFC
42.SWT JFace Eclipse
43.Threads
44.Tiny Application
45.Velocity
46.Web Services SOA
47.XML
Java » Collections Data Structure » Algorithms 




A programmable Finite State Machine implementation.
       
// $Id: FSM.java 12 2009-11-09 22:58:47Z gabe.johnson $

//package org.six11.util.data;

//import org.six11.util.Debug;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.NoSuchElementException;

import javax.swing.event.ChangeEvent;
import javax.swing.event.ChangeListener;

/**
 * A programmable Finite State Machine implementation. To use this class,
 * establish any number of states with the 'addState' method. Next, add some
 * FSM.Transition objects (the Transition class is designed to be used as an
 * superclass for your anonymous implementation). Each Transition object has two
 * useful methods that can be defined by your implementation: doBeforeTransition
 * and doAfterTransition. To drive your FSM, simply give it events using the
 * addEvent method with the name of an event. If there is an appropriate
 * transition for the current state, the transition's doBefore/doAfter methods
 * are called and the FSM is put into the new state. It is legal (and highly
 * useful) for the start/end states of a transition to be the same state.
 **/
public class FSM // This class implements a Flying Spaghetti Monster

  protected String name;
  protected String currentState;
  protected Map<String, State> states;
  protected List<ChangeListener> changeListeners;
  protected boolean debug;

  /**
   * Create a blank FSM with the given name (which is arbitrary).
   */
  public FSM(String name) {
    this.name = name;
    this.states = new HashMap<String, State>();
    this.currentState = null;
    this.changeListeners = new ArrayList<ChangeListener>();
  }

  /**
   * Turn debugging on/off.
   */
  public void setDebugMode(boolean debug) {
    this.debug = debug;
  }

  /**
   * Report the current state of the finite state machine.
   */
  public String getState() {
    return currentState;
  }

  /**
   * Adds a new state with no entry or exit code.
   */
  public void addState(String state) {
    addState(state, null, null, null);
  }

  /**
   * Establish a new state the FSM is aware of. If the FSM does not currently
   * have any states, this state becomes the current, initial state. This is
   * the only way to put the FSM into an initial state.
   
   * The entryCode, exitCode, and alwaysRunCode are Runnables that the FSM
   * executes during the course of a transition. entryCode and exitCode are
   * run only if the transition is between two distinct states (i.e. A->B
   * where A != B). alwaysRunCode is executed even if the transition is
   * re-entrant (i.e. A->B where A = B).
   **/
  public void addState(String state, Runnable entryCode, Runnable exitCode,
      Runnable alwaysRunCode) {
    boolean isInitial = (states.size() == 0);
    if (!states.containsKey(state)) {
      states.put(state, new State(entryCode, exitCode, alwaysRunCode));
    }
    if (isInitial) {
      setState(state);
    }
  }

  public void setStateEntryCode(String state, Runnable entryCode) {
    states.get(state).entryCode = entryCode;
  }

  public void setStateExitCode(String state, Runnable exitCode) {
    states.get(state).exitCode = exitCode;
  }

  public void setStateAlwaysRunCode(String state, Runnable alwaysRunCode) {
    states.get(state).alwaysRunCode = alwaysRunCode;
  }

  /**
   * There are cases where a state is meant to be transitional, and the FSM
   * should always immediately transition to some other state. In those cases,
   * use this method to specify the start and end states. After the startState
   * has fully transitioned (and any change events have been fired) the FSM
   * will check to see if there is another state that the FSM should
   * automatically transition to. If there is one, addEvent(endState) is
   * called.
   
   * Note: this creates a special transition in the lookup table called
   * "(auto)".
   */
  public void setAutoTransition(String startState, String endState) {
    // if (debug) {
    // Debug.out("FSM", "Establishing auto transition for " + startState +
    // " -> " + endState);
    // }
    states.get(startState).autoTransitionState = endState;
    addTransition(new Transition("(auto)", startState, endState));
  }

  /**
   * Sets the current state without following a transition. This will cause a
   * change event to be fired.
   */
  public void setState(String state) {
    setState(state, true);
  }

  /**
   * Sets the current state without followign a transition, and optionally
   * causing a change event to be triggered. During state transitions (with
   * the 'addEvent' method), this method is used with the triggerEvent
   * parameter as false.
   
   * The FSM executes non-null runnables according to the following logic,
   * given start and end states A and B:
   
   * <ol>
   * <li>If A and B are distinct, run A's exit code.</li>
   * <li>Record current state as B.</li>
   * <li>Run B's "alwaysRunCode".</li>
   * <li>If A and B are distinct, run B's entry code.</li>
   * </ol>
   */
  public void setState(String state, boolean triggerEvent) {
    boolean runExtraCode = !state.equals(currentState);
    if (runExtraCode && currentState != null) {
      states.get(currentState).runExitCode();
    }
    currentState = state;
    states.get(currentState).runAlwaysCode();
    if (runExtraCode) {
      states.get(currentState).runEntryCode();
    }
    if (triggerEvent) {
      fireChangeEvent();
    }
  }

  /**
   * Establish a new transition. You might use this method something like
   * this:
   
   * fsm.addTransition(new FSM.Transition("someEvent", "firstState",
   * "secondState") { public void doBeforeTransition() {
   * System.out.println("about to transition..."); } public void
   * doAfterTransition() { fancyOperation(); } });
   */
  public void addTransition(Transition trans) {
    State st = states.get(trans.startState);
    if (st == null) {
      throw new NoSuchElementException("Missing state: "
          + trans.startState);
    }
    st.addTransition(trans);
  }

  /**
   * Add a change listener -- this is a standard java change listener and is
   * only used to report changes that have already happened. ChangeEvents are
   * only fired AFTER a transition's doAfterTransition is called.
   */
  public void addChangeListener(ChangeListener cl) {
    if (!changeListeners.contains(cl)) {
      changeListeners.add(cl);
    }
  }

  /**
   * Feed the FSM with the named event. If the current state has a transition
   * that responds to the given event, the FSM will performed the transition
   * using the following steps, assume start and end states are A and B:
   
   * <ol>
   * <li>Execute the transition's "doBeforeTransition" method</li>
   * <li>Run fsm.setState(B) -- see docs for that method</li>
   * <li>Execute the transition's "doAfterTransition" method</li>
   * <li>Fire a change event, notifying interested observers that the
   * transition has completed.</li>
   * <li>Now firmly in state B, see if B has a third state C that we must
   * automatically transition to via addEvent(C).</li>
   * </ol>
   */
  public void addEvent(String evtName) {
    State state = states.get(currentState);
    if (state.transitions.containsKey(evtName)) {
      Transition trans = state.transitions.get(evtName);
      // if (debug) {
      // Debug.out("FSM", "Event: " + evtName + ", " + trans.startState +
      // " --> " + trans.endState);
      // }
      trans.doBeforeTransition();
      setState(trans.endState, false);
      trans.doAfterTransition();
      fireChangeEvent();
      if (states.get(trans.endState).autoTransitionState != null) {
        // if (debug) {
        // Debug.out("FSM", "Automatically transitioning from " +
        // trans.endState + " to "
        // + states.get(trans.endState).autoTransitionState);
        // }
        addEvent("(auto)");
      }
    }
  }

  /**
   * Fire a change event to registered listeners.
   */
  protected void fireChangeEvent() {
    ChangeEvent changeEvent = new ChangeEvent(this);
    for (ChangeListener cl : changeListeners) {
      cl.stateChanged(changeEvent);
    }
  }

  /**
   * Represents a state with some number of associated transitions.
   */
  private static class State {
    Map<String, Transition> transitions;
    String autoTransitionState;
    Runnable entryCode;
    Runnable exitCode;
    Runnable alwaysRunCode;

    State(Runnable entryCode, Runnable exitCode, Runnable alwaysRunCode) {
      autoTransitionState = null;
      transitions = new HashMap<String, Transition>();
      this.entryCode = entryCode;
      this.exitCode = exitCode;
      this.alwaysRunCode = alwaysRunCode;
    }

    public void addTransition(Transition trans) {
      transitions.put(trans.evtName, trans);
    }

    public void runEntryCode() {
      if (entryCode != null) {
        entryCode.run();
      }
    }

    public void runExitCode() {
      if (exitCode != null) {
        exitCode.run();
      }
    }

    public void runAlwaysCode() {
      if (alwaysRunCode != null) {
        alwaysRunCode.run();
      }
    }
  }

  /**
   * Create a new transition. See the documentation for addEvent and
   * addTransition in FSM.
   */
  public static class Transition {
    String evtName;
    String startState;
    String endState;

    /**
     * Create a transition object that responds to the given event when in
     * the given startState, and puts the FSM into the endState provided.
     */
    public Transition(String evtName, String startState, String endState) {
      this.evtName = evtName;
      this.startState = startState;
      this.endState = endState;
    }

    /**
     * Override this to have FSM execute code immediately before following a
     * state transition.
     */
    public void doBeforeTransition() {
    }

    /**
     * Override this to have FSM execute code immediately after following a
     * state transition.
     */
    public void doAfterTransition() {
    }
  }
}

   
    
    
    
    
    
    
  














Related examples in the same category
1.AnagramsAnagrams
2.Hanoi puzzleHanoi puzzle
3.FibonacciFibonacci
4.Sieve Sieve
5.Find connections using a depth-first searchFind connections using a depth-first search
6.Find connections using hill climbing.
7.Find optimal solution using least-cost
8.Find the lost keysFind the lost keys
9.Compute the area of a triangle using Heron's FormulaCompute the area of a triangle using Heron's Formula
10.Compute prime numbers
11.Print a table of fahrenheit and celsius temperatures 1
12.Print a table of fahrenheit and celsius temperatures 2
13.Print a table of Fahrenheit and Celsius temperatures 3Print a table of Fahrenheit and Celsius temperatures 3
14.Soundex - the Soundex Algorithm, as described by KnuthSoundex - the Soundex Algorithm, as described by Knuth
15.An extendable Graph datastructure.
16.Utilities for flop (floating-point operation) counting.
17.LU Decomposition
18.Reverse Polish Notation
19.Permutator test
20.implements the LZF lossless data compression algorithm
21.Linear Interpolation
22.Utility class for generating the k-subsets of the numbers 0 to n
23.VersionVersion
java2s.com  | Contact Us | Privacy Policy
Copyright 2009 - 12 Demo Source and Support. All rights reserved.
All other trademarks are property of their respective owners.