Golang - Design Pattern #24: HSM(Hierarchical State Machine)

🌲 結構化狀態機 🌲

在物件導向的世界中，物件的行為會基於它的狀態而改變。當我們面臨更多的狀態和轉換時，狀態機就成為必要，而HSM（Hierarchical State Machine，層次狀態機）模式更是一個進一步的解決方案，它以層次化的方式組織狀態。

HSM 🌲

HSM 在傳統的狀態機上加上層次結構。這種層次結構的好處是可以共享行為，並允許子狀態繼承或覆蓋父狀態的行為。

特點:

1. 行為繼承：子狀態可以繼承父狀態的行為。
2. 狀態共享：多個子狀態可以共享相同的行為。
3. 本地處理：事件可以在當前狀態、父狀態或更高的層次上進行處理。

Going

🚦 紅綠燈

想像一個城市交通燈系統。燈有三種主要狀態：紅燈、黃燈和綠燈。但在每個主要狀態下，都有子狀態，例如：綠燈下有“直行”和“左轉”。

type State interface {
    Handle(context *TrafficLightContext)
}

type RedLightState struct{}
func (r *RedLightState) Handle(context *TrafficLightContext) {
    // handle red light logic
}

type GreenLightState struct{}
func (g *GreenLightState) Handle(context *TrafficLightContext) {
    // handle green light logic
}

type TrafficLightContext struct {
    state State
}
func (c *TrafficLightContext) SetState(state State) {
    c.state = state
}
func (c *TrafficLightContext) Request() {
    c.state.Handle(c)
}

🎮 遊戲角色

在一款遊戲中，玩家角色可能會有多種狀態，例如“站立”、“跑動”、“跳躍”和“受傷”。但在“跑動”狀態中，可能還有子狀態，例如“快跑”和“慢跑”。

type State interface {
    Handle(context *GameCharacterContext)
}

type StandingState struct{}
func (s *StandingState) Handle(context *GameCharacterContext) {
    // handle standing logic
}

type RunningState struct{}
func (r *RunningState) Handle(context *GameCharacterContext) {
    // handle general running logic
}

type SprintingState struct{}
func (s *SprintingState) Handle(context *GameCharacterContext) {
    // handle sprinting logic under running
}

type JoggingState struct{}
func (j *JoggingState) Handle(context *GameCharacterContext) {
    // handle jogging logic under running
}

type GameCharacterContext struct {
    state State
}
func (c *GameCharacterContext) SetState(state State) {
    c.state = state
}
func (c *GameCharacterContext) ExecuteAction() {
    c.state.Handle(c)
}

結論 🌟

HSM 在處理複雜的狀態邏輯時提供了結構化和直觀的方式。層次狀態機的概念使得行為重用和狀態管理更加清晰。對於那些有許多相互依賴的狀態和轉換的系統，HSM 提供了一個有效的解決方案。

感謝

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