Estados e transições: a situação que o sistema guarda

A catraca que só tem duas situações

Pense na catraca da estação. Ela vive em uma de duas situações: travada, sem deixar ninguém passar, ou liberada, esperando uma pessoa cruzar. Não existe meio termo. Cada situação dessas é um estado, e a catraca está sempre em exatamente um deles. O que faz a catraca sair de um estado e entrar no outro? Dois acontecimentos bem definidos. Passar um cartão válido leva de travada para liberada. Empurrar a barra e passar leva de liberada de volta para travada. Cada uma dessas regras é uma transição: uma seta que sai de um estado, é disparada por um evento e chega em outro estado.

O detalhe que faz a máquina de estado ser poderosa é que a reação ao mesmo evento depende do estado atual. Passar o cartão numa catraca já liberada não faz nada de novo, porque não há transição de liberada disparada por cartão. Empurrar a barra de uma catraca travada também não abre nada. O estado atual filtra quais eventos importam. Em vez de um monte de if verificando dezenas de combinações soltas, você descreve um punhado de estados e, para cada um, só as transições que fazem sentido ali. O resto o sistema simplesmente ignora, e essa é a beleza do modelo.

Por que vale a pena pensar em estados

Quando um programa acumula variáveis soltas de controle (uma marca de logado, outra de carregando, outra de erro, mais uma de pagamento aprovado), a lógica vira um labirinto. Combina-se em if profundos, aparecem situações impossíveis de descrever e nascem bugs esquisitos, do tipo carregando e com erro ao mesmo tempo. A máquina de estado corta esse nó com uma pergunta simples: quais são as situações reais e distintas em que o sistema pode estar? Se você consegue listá-las e desenhar as setas entre elas, ganhou um mapa. O código passa a guardar uma única variável, o estado atual, e a decidir tudo a partir dela.

// Catraca como maquina de estado
estado <- 'travada'

// evento: passar o cartao
se estado = 'travada' e cartaoValido então
  estado <- 'liberada'
fim

// evento: empurrar a barra
se estado = 'liberada' e pessoaPassou então
  estado <- 'travada'
fim

escreva('Agora a catraca está: ', estado)

Uma única variável estado guarda a situação. Cada transição só dispara se estiver no estado certo e o evento certo acontecer.

Estado não é a mesma coisa que dado qualquer

Vale separar duas coisas que confundem no começo. Uma máquina de estado guarda muitos valores, mas nem todo valor é um estado no sentido do modelo. O saldo de crédito de um cartão, o nome do passageiro ou a hora da passagem são dados que a catraca até pode registrar, e mudam o tempo todo. O estado, no sentido da máquina, é a situação de controle: travada ou liberada. É ele que decide o comportamento, isto é, quais eventos disparam quais transições. A pergunta que separa um do outro é direta: esse valor muda a forma como o sistema reage aos eventos? Se muda, é candidato a estado; se é só informação guardada, é dado comum.