用于状态机回放的流数据

Question

我有一个需要支持播放的状态机设计。我们有执行动作的状态，有时需要生成随机数。如果程序在 FSM 执行过程中关闭，程序需要使用与之前相同的随机数播放整个 FSM。

举个基本的例子，假设我有三个状态：A、B 和 C。FSM 将调用一个状态的 Execute() 函数。在函数结束时，状态将发布一个事件，FSM 将确定接下来要进入哪个状态。在状态 A 中，它将调用 rand()。如果数字是偶数，它会发布一个事件去状态 B，否则状态 C 应该是下一个状态。

void StateA::Execute(IEventQueue& rQueue)
{
    int num = rand();
    if( num % 2 == 0 )
    {
        rQueue.PostEvent("GoToStateB");
    }
    else
    {
        rQueue.PostEvent("GoToStateC");
    }
}

如果随机数是 69，那么它应该进入状态 C。当处于状态 C 时，程序可能会退出。当程序再次启动时，它应该播放状态机。显然，要让它正常工作，它不能生成一个全新的随机数，它需要再次使用 69 才能准确播放。

我有一个文件流接口，可以用来将数据保存到文件中，但是代码有点难看：

void StateA::Execute(IEventQueue& rQueue, IFileStream& rStream)
{

    int num = 0;

    // fails if there's no more data to read
    bool bSuccess = rStream.ReadInt(num);
    if (!bSucess)
    {
        num = rand();
        rStream.WriteInt(num);
    }

    // same code as before
}

我对这个解决方案的唯一问题是我不关心必须先检查流中的数据，然后有条件地写入同一个流。

我想过这样隐藏它：

void StateA::Execute(IEventQueue& rQueue, IStream& rStream)
{

    int num = 0;

    num = rand();
    rStream & num;

    // same code as before
}

在 IStream 内部，operator&（可能不是重载的最佳用途）实际上会尝试从流中读取一个 int。如果该流是空的，它将改为写入它。和以前一样，行为是：先读取直到流结束，然后开始追加。

所以我想我的问题是：对于这种类型的播放是否有一个我可能会忽略的常见习语？有没有人有其他建议？我觉得我的设计有点过于复杂了。

谢谢！

Answer 1

为什么状态直接与文件流交互？ Single Responsibility 说我们应该有一个类，它的工作是根据某种逻辑提供正确的数字。

struct INumberSource {
    virtual int GenNextNumber() = 0;
}

// My job is to provide numbers from an RNG
struct RNGNumberSource : public INumberSource {
    virtual int GenNextNumber() {
        return rand();
    }
}

// My job is to write any numbers sourced through me to a file
// I delegate to another source to get an actual number
class FileStreamTrackingNumberSource : INumberSource {
public:
    FileStreamTrackingNumberSource(INumberSource& source, IFileStream& stream)
        : altSource(source), fileStream(stream) { }

    virtual int GenNextNumber() {
        int num = altSource.GenNextNumber();
        fileStream.WriteInt(num);
        return num;
    }
private:
    INumberSource altSource;
    IFileStream& fileStream;
}

// My job is to source numbers from a file stream delegating to an
// alternate source when I run out
class FileStreamNumberSource : public INumberSource {
public:
    FileStreamNumberSource(INumberSource& source, IFileStream& stream)
        : altSource(source), fileStream(stream), failedRead(false) { }

    virtual int GenNextNumber() {
        int num = 0;

        if(failedRead || !(failedRead = fileStream.ReadInt(num))) {
            num = altSource.GenNextNumber();
        }

        return num;
    }

private:
    INumberSource& altSource;
    IFileStream& fileStream;
    bool failedRead;
}

因此，在您的情况下，您将向 FileStreamTrackingNumberSource 提供 IFileStream 和 RNGNumberSource，并将其和相同的 IFileStream 提供给 FileStreamNumberSource。 FileStreamNumberSource 是您将提供给您所在州的 INumberSource 参数的值。

假设您只需要数字来选择下一个状态，那么您的状态代码可能如下所示：

void StateA::Execute(IEventQueue& rQueue, INumberSource& numberSource)
{
    if( numberSource.GenNextNumber() % 2 == 0 )
    {
        rQueue.PostEvent("GoToStateB");
    }
    else
    {
        rQueue.PostEvent("GoToStateC");
    }
}

Answer 2

我怀疑您应该有两个文件：一个记录您正在播放的事件，另一个是您从中读取“重播”事件的文件。如果重播文件比“录音”文件长，那么这就是您用于重播的文件。

我也不会像你建议的那样使用运算符重载。也许只是使用三元运算符。

Answer 3

我不确定我是否理解“播放”背后的基本原理，但您不能简单地将整个“随机数或从文件读取”逻辑包装在类或函数后面吗？

更新

关于“播放”主题和您的总体设计，我不确定 FSM 生成自己的刺激（即触发状态转换的随机数）是否正常。通常，刺激是从外部提供的。如果您考虑到这一点重新考虑，那么您将不再有这个混乱的问题！