C#で簡単なステートマシンを作って使う

5年前に書いた記事 Swiftで簡単なステートマシンを作って使う のC#版です。

他の言語で実装したらどうなる？と聞かれたので、とりあえずC#でやってみます。

本体

イベント構文は便利ですね。

class StateMachine<TState, TEvent>
{
	public StateMachine(TState initial, Func<TState, TEvent, TState?> routing)
	{
		Current = initial;
		this.routing = routing;
	}

	public TState Current { get; private set; }
	Func<TState, TEvent, TState?> routing;

	public event Action<StateChangeType, TState>? Changed;

	public void Transition(TEvent by)
	{
		var next = routing(Current, by);
		if (next == null)
		{
			return;
		}

		Changed?.Invoke(StateChangeType.OnExit, Current);
		Current = next;
		Changed?.Invoke(StateChangeType.OnEnter, Current);
	}
}

enum StateChangeType { OnEnter, OnExit }

定義

レコード型を使ってADTっぽく定義します。
できればシングルトンとかにしたほうが丁寧でいいですね。

abstract record EditState();
sealed record Editing() : EditState;
sealed record Confirming() : EditState;
sealed record Saving() : EditState;
sealed record Saved(SaveResult SaveResult): EditState;

abstract record EditEvent();
sealed record Save() : EditEvent;
sealed record Confirm(bool IsOk) : EditEvent;
sealed record FinishSave(SaveResult SaveResult) : EditEvent;
sealed record ShownResult() : EditEvent;

abstract record SaveResult();
sealed record Success() : SaveResult;
sealed record Failure(SaveError Error) : SaveResult;

使い方

class EditViewController
{
	public EditViewController()
	{
		stateMachine = new StateMachine<EditState, EditEvent>(new Editing(), (state, evt) => (state, evt) switch
		{
			(Editing, Save) => new Confirming(),
			(Confirming, Confirm { IsOk: true }) => new Saving(),
			(Confirming, Confirm { IsOk: false }) => new Editing(),
			(Saving, FinishSave finishSave) => new Saved(finishSave.SaveResult),
			(Saved, ShownResult) => new Editing(),
			_ => null,
		});

		stateMachine.Changed += OnStateChanged;
	}

	StateMachine<EditState, EditEvent> stateMachine;

	void OnStateChanged(StateChangeType type, EditState state)
	{
		switch (type, state)
		{
			case (StateChangeType.OnEnter, Confirming):
				OnEnterConfirming();
				break;
			case (StateChangeType.OnEnter, Saving):
				OnEnterSaving();
				break;
			case (StateChangeType.OnEnter, Saved saved):
				OnEnterSaved(saved.SaveResult);
				break;
		}
	}

	void OnEnterConfirming()
	{
		// 確認ダイアログを表示する
		// ...
		// ... OK/NGが選択されたら stateMachine.Transition(new Confirm(isOk)) を呼ぶ
	}

	void OnEnterSaving()
	{
		// 保存処理を開始する
		// ...
		// ... 保存処理が終わったら stateMachine.Transition(new FinishSave(saveResult)) を呼ぶ
	}

	void OnEnterSaved(SaveResult result)
	{
		switch (result)
		{
			case Success:
				// 保存に成功したことを表示する
				break;
			case Failure f:
				// 保存に失敗したことを表示する
				break;
		}

		stateMachine.Transition(new ShownResult());
	}
}

感想

最近のC#(9.0以降？)だとレコード型とパターンマッチが使えるので、Swiftと近い実装にできますね。

旧いバージョンの場合、この方針だと色々辛そうなので別のアプローチが必要です。
思いついたら書きます。もしいい方法があったら教えてほしいです。