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java 状態マシン自動車

Posted at 2019-10-20

Q08_01.java

package jp.avaj.lib.algo;

import jp.avaj.lib.test.ArTest;

/**
ArStateMechine-状態マシン-自動車

・状態マシンのごく簡単なサンプルとして自動車を取り上げる
  ・実際の自動車と比較すれば、簡単すぎるが、次の動作をする
  ・アクセルを踏む⇒エンジンが回転する⇒車輪が回転する
  ・アクセルを離す⇒エンジンが停止する⇒車輪が停止する

・本サンプルではArStateMachineの実装としてArStateMachineDefaultを使用している
・ArStateMachineDefaultは状態マシンが変化した時に、さらにイベントを発生させることができる
・アクセル⇒エンジン⇒車輪のイベント伝達は、この機能を利用している.

 */
public class Q08_01 {

  public static void main(String[] args) {
    // 車輪の状態マシン
    ArStateMachineDefault wheel = new ArStateMachineDefault();
    {
      // 状態遷移マトリックス
      ArStateTransition[] matrix = new ArStateTransition[] {
        // 回転中に停止イベント⇒停止する
        new ArStateTransition(WheelState.ROTATE,WheelEvent.OFF,WheelState.STOP,null),
        // 停止中に動作イベント⇒回転する
        new ArStateTransition(WheelState.STOP,WheelEvent.ON,WheelState.ROTATE,null),
      };
      // 初期設定する,最初は停止状態
      wheel.init(WheelState.STOP, matrix);
    }
    // エンジンの状態マシン
    ArStateMachineDefault engine = new ArStateMachineDefault();
    {
      // 状態遷移マトリックス
      ArStateTransition[] matrix = new ArStateTransition[] {
        // 回転中に停止イベント⇒停止する、WheelEvent.OFFを出す
        new ArStateTransition(EngineState.ROTATE,EngineEvent.OFF,EngineState.STOP,WheelEvent.OFF),
        // 停止中に起動イベント⇒回転する、WheelEvent.OFFを出す
        new ArStateTransition(EngineState.STOP,EngineEvent.ON,EngineState.ROTATE,WheelEvent.ON)
      };
      // 初期設定する、最初は停止状態
      engine.init(EngineState.STOP,matrix);
      // 車輪と結びつける(trueは接続する,falseは接続断する)⇒イベントが送信される
      engine.connect(wheel,true);
    }
    // アクセルの状態マシン
    ArStateMachineDefault accel = new ArStateMachineDefault();
    {
      // 状態遷移マトリックス
      ArStateTransition[] matrix = new ArStateTransition[] {
        // 踏込んだ状態で離すイベント⇒OFFになる,EngineEvent.OFFを出す
        new ArStateTransition(AccelState.ON,AccelEvent.OFF,AccelState.OFF,EngineEvent.OFF),
        // 離した状態で踏込むイベント⇒ONになる,EngineEvent.ONを出す
        new ArStateTransition(AccelState.OFF,AccelEvent.ON,AccelState.ON,EngineEvent.ON)
      };
      // 初期設定する、最初は離した状態
      accel.init(AccelState.OFF,matrix);
      // エンジンと結びつける(trueは接続する,falseは接続断する)⇒イベントが送信される
      accel.connect(engine,true);
    }

    // テストケースを開始する
    ArTest.startTestCase("Q08_01");

    // アクセルを踏み込む
    accel.sendEvent(AccelEvent.ON);
    // エンジンが回転していることを確認する
    ArTest.equals("accel:on","expected",EngineState.ROTATE,"engine",engine.getState());
    // 車輪が回転していることを確認する
    ArTest.equals("accel:on","expecteed",WheelState.ROTATE,"wheel",wheel.getState());

    // アクセルを離す
    accel.sendEvent(AccelEvent.OFF);
    // エンジンが停止していることを確認する
    ArTest.equals("accel:off","expected",EngineState.STOP,"engine",engine.getState());
    // 車輪が停止していることを確認する
    ArTest.equals("accel:off","expecteed",WheelState.STOP,"wheel",wheel.getState());

    // テストケースを終了する
    ArTest.endTestCase();
  }
  /** アクセルの状態. */
  static enum AccelState { ON,OFF; }
  /** アクセルへのイベント. */
  static enum AccelEvent { ON,OFF; }

  /** エンジンの状態. */
  static enum EngineState { ROTATE,STOP; }
  /** エンジンへのイベント. */
  static enum EngineEvent { ON,OFF; }

  /** 車輪の状態. */
  static enum WheelState { ROTATE,STOP; }
  /** 車輪へのイベント. */
  static enum WheelEvent { ON,OFF; }
}

結果は次のとおり。

result.txt

**** Q08_01 start ****
OK accel:on:expected=ROTATE:engine=ROTATE
OK accel:on:expecteed=ROTATE:wheel=ROTATE
OK accel:off:expected=STOP:engine=STOP
OK accel:off:expecteed=STOP:wheel=STOP
**** Q08_01 summary ****
test count = 4
success    = 4

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