lua 实现一个 StateMachine状态机

定义了一个状态机(StateMachine)类,用于管理对象在不同状态之间的转换和状态更新。状态机在游戏开发、机器人控制等领域中非常常见,用于控制对象的行为。

### 实现原理

1. **初始化**:`initialize`方法初始化状态机,设置代理(agent)、初始状态(initialState)和全局状态(globalState)。
2. **状态转换**:`changeState`方法用于将状态机从当前状态转换到新状态,并调用新旧状态的`enter`和`exit`方法。
3. **状态回退**:`revertToPreviousState`方法用于将状态机回退到前一个状态。
4. **状态更新**:`updateState`方法用于更新当前状态和全局状态。
5. **消息处理**:`handleMessage`方法用于处理传入的消息,根据当前状态和全局状态来决定如何响应。

### 用途

状态机可以用于控制对象在不同状态下的行为,例如:

- 游戏角色在不同状态下的行为(如行走、攻击、死亡等)。
- 机器人控制在不同环境下的行为(如导航、避障、充电等)。
- 用户界面元素在不同状态下的交互行为(如可点击、不可点击、选中、未选中等)。

### 注意事项

1. **状态类**:状态机依赖于状态类(如`initialState`、`globalState`、`newState`等),这些状态类需要实现`enter`、`exit`、`updateState`和`onMessage`等方法。
2. **代理**:状态机依赖于代理对象(`agent`),代理对象是状态机操作的对象,通常包含状态机需要的状态和行为。
3. **线程安全**:如果状态机在多线程环境中使用,需要确保状态转换和消息处理是线程安全的。
4. **性能**:频繁的状态转换和消息处理可能会影响性能,需要根据实际需求进行优化。


---@class StateMachine :MiddleClass
local StateMachine = class("StateMachine")

function StateMachine:initialize(agent, initialState, globalState)
    -- super.initialize(self)
    self._agent = agent

    self:setInitialState(initialState)
    self:setGlobalState(globalState)
end

function StateMachine:setAgent(agent)
    self._agent = agent
end

function StateMachine:getAgent()
    return self._agent
end

function StateMachine:setInitialState(initialState)
    self._previousState = nil
    self._currentState = initialState
end

function StateMachine:getCurrentState()
    return self._currentState
end

function StateMachine:getPreviousState()
    return self._previousState
end

function StateMachine:setGlobalState(globalState)
    self._globalState = globalState
end

function StateMachine:getGlobalState()
    return self._globalState
end

function StateMachine:updateState(...)
    if self._globalState~=nil then
        self._globalState:updateState(self._agent, ...)
    end
    if self._currentState~=nil then
        self._currentState:updateState(self._agent, ...)
    end
end

function StateMachine:changeState(newState, ...)
    self._previousState = self._currentState
    if self._currentState~=nil then
        self._currentState:exit(self._agent, ...)
    end
    self._currentState = newState
    if self._currentState~=nil then
        self._currentState:enter(self._agent, ...)
    end
end

function StateMachine:revertToPreviousState(...)
    if self._previousState==nil then
        return false
    end
    self:changeState(self._previousState, ...)
    return true
end

function StateMachine:isInState(state)
    local current = self._currentState
    return current==state or (current~=nil and current:getName()==state)
end

function StateMachine:handleMessage(message)
    if self._currentState~=nil and
        self._currentState:onMessage(self._agent, message)
    then
        return true
    end

    if self._globalState~=nil and
        self._globalState:onMessage(self._agent, message)
    then
        return true
    end

    return false
end

return StateMachine

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