關(guān)于狀態(tài)機(jī)的一個(gè)極度確切的描述是它是一個(gè)有向圖形,由一組節(jié)點(diǎn)和一組相應(yīng)的轉(zhuǎn)移函數(shù)組成。狀態(tài)機(jī)通過響應(yīng)一系列事件而“運(yùn)行”。每個(gè)事件都在屬于“當(dāng)前” 節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移函數(shù)的控制范圍內(nèi),其中函數(shù)的范圍是節(jié)點(diǎn)的一個(gè)子集。函數(shù)返回“下一個(gè)”(也許是同一個(gè))節(jié)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)中至少有一個(gè)必須是終態(tài)。當(dāng)?shù)竭_(dá)終態(tài), 狀態(tài)機(jī)停止。
包含一組狀態(tài)集(states)、一個(gè)起始狀態(tài)(start state)、一組輸入符號(hào)集(alphabet)、一個(gè)映射輸入符號(hào)和當(dāng)前狀態(tài)到下一狀態(tài)的轉(zhuǎn)換函數(shù)(transition function)的計(jì)算模型。當(dāng)輸入符號(hào)串,模型隨即進(jìn)入起始狀態(tài)。它要改變到新的狀態(tài),依賴于轉(zhuǎn)換函數(shù)。在有限狀態(tài)機(jī)中,會(huì)有有許多變量,例如,狀態(tài)機(jī)有很多與動(dòng)作(actions)轉(zhuǎn)換(Mealy機(jī))或狀態(tài)(摩爾機(jī))關(guān)聯(lián)的動(dòng)作,多重起始狀態(tài),基于沒有輸入符號(hào)的轉(zhuǎn)換,或者指定符號(hào)和狀態(tài)(非定有 限狀態(tài)機(jī))的多個(gè)轉(zhuǎn)換,指派給接收狀態(tài)(識(shí)別者)的一個(gè)或多個(gè)狀態(tài),等等。
傳統(tǒng)應(yīng)用程序的控制流程基本是順序的:遵循事先設(shè)定的邏輯,從頭到尾地執(zhí)行。很少有事件能改變標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行流程;而且這些事件主要涉及異常情況。“命令行實(shí)用程序”是這種傳統(tǒng)應(yīng)用程序的典型例子。
另一類應(yīng)用程序由外部發(fā)生的事件來驅(qū)動(dòng)——換言之,事件在應(yīng)用程序之外生成,無法由應(yīng)用程序或程序員來控制。具體需要執(zhí)行的代碼取決于接收到的事件,或者它相對(duì)于其他事件的抵達(dá)時(shí)間。所以,控制流程既不能是順序的,也不能是事先設(shè)定好的,因?yàn)樗蕾囉谕獠渴录J录?qū)動(dòng)的GUI應(yīng)用程序是這種應(yīng)用程序的典型例子,它們由命令和選擇(也就是用戶造成的事件)來驅(qū)動(dòng)。
Web應(yīng)用程序由提交的表單和用戶請(qǐng)求的網(wǎng)頁來驅(qū)動(dòng),它們也可劃歸到上述類別。但是,GUI應(yīng)用程序?qū)τ诮邮盏降氖录杂幸欢ǔ潭鹊目刂疲驗(yàn)檫@些事件要依賴于向用戶顯示的窗口和控件,而窗口和控件是由程序員控制的。Web應(yīng)用 程序則不然,因?yàn)橐坏┯脩舨扇〔辉陬A(yù)料之中的操作(比如使用瀏覽器的歷史記錄、手工輸入鏈接以及模擬一次表單提交等等),就很容易打亂設(shè)計(jì)好的應(yīng)用程序邏輯。
顯然,必須采取不同的技術(shù)來處理這些情況。它能處理任何順序的事件,并能提供有意義的響應(yīng)——即使這些事件發(fā)生的順序和預(yù)計(jì)的不同。有限狀態(tài)機(jī)正是為了滿足這方面的要求而設(shè)計(jì)的。
有限狀態(tài)機(jī)是一種概念性機(jī)器,它能采取某種操作來響應(yīng)一個(gè)外部事件。具體采取的操作不僅能取決于接收到的事件,還能取決于各個(gè)事件的相對(duì)發(fā)生順序。之所以能做到這一點(diǎn),是因?yàn)闄C(jī)器能跟蹤一個(gè)內(nèi)部狀態(tài),它會(huì)在收到事件后進(jìn)行更新。為一個(gè)事件而響應(yīng)的行動(dòng)不僅取決于事件本身,還取決于機(jī)器的內(nèi)部狀態(tài)。另外,采取 的行動(dòng)還會(huì)決定并更新機(jī)器的狀態(tài)。這樣一來,任何邏輯都可建模成一系列事件/狀態(tài)組合。