===== Кейс 015: Язык описания состояний (gram:case-015) =====

=== Общая информация ===

^ Уровень сложности ^ 🔴 Экспертный ^
^ Рекомендуемые языки ^ Java, C++ ^
^ Основные инструменты ^ ANTLR4 ^
^ Предметная область ^ Информатика, автоматное программирование ^

=== Описание кейса ===

Язык для описания конечных автоматов и систем с состояниями, включая генерацию кода и визуализацию диаграмм состояний.

=== Грамматика языка ===

<code>
// Лексемы
STATEMACHINE : 'statemachine'
STATE       : 'state'
INITIAL     : 'initial'
FINAL       : 'final'
TRANSITION  : 'transition'
ON          : 'on'
DO          : 'do'
GUARD       : 'guard'
ACTION      : 'action'
LBRACE      : '{'
RBRACE      : '}'
COLON       : ':'
ARROW       : '->'
COMMA       : ','
STRING      : '"' (~["\\] | '\\' .)* '"'
ID          : [a-zA-Z_][a-zA-Z_0-9]*
WS          : [ \t\r\n]+ -> skip

// Синтаксис
statemachine   : STATEMACHINE ID LBRACE machine_content RBRACE
machine_content: states transitions

states      : state+
state       : STATE ID state_type? LBRACE state_content RBRACE
state_type  : INITIAL | FINAL
state_content: (entry_action | exit_action | do_action)*

entry_action  : ENTRY COLON action
exit_action   : EXIT COLON action  
do_action     : DO COLON action

transitions : transition+
transition  : TRANSITION ID ARROW ID ON event guard? action?
event       : ID
guard       : GUARD COLON condition
action      : ACTION COLON action_expression

condition   : expression comparison expression
expression  : term ( (PLUS | MINUS) term )*
term        : factor ( (MUL | DIV) factor )*
factor      : NUMBER | ID | LPAREN expression RPAREN

action_expression : ID LPAREN param_list? RPAREN
param_list  : param (COMMA param)*
param       : STRING | NUMBER | ID
</code>

=== План лабораторных работ ===

==== ЛР1: Лексический анализ ====
**Задачи:**
  - Распознавание элементов автоматов
  - Поддержка событий и действий
  - Обработка условий переходов

==== ЛР2: Синтаксический анализ ====
**Задачи:**
  - Парсер описаний конечных автоматов
  - Построение AST системы состояний
  - Валидация переходов и условий

==== ЛР3: Семантический анализ ====
**Задачи:**
  - Проверка достижимости состояний
  - Анализа детерминированности
  - Валидация завершаемости

==== ЛР4: Генерация кода и визуализация ====
**Задачи:**
  - Генерация кода на целевом языке
  - Создание диаграмм состояний
  - Тестирование поведения автомата

=== Пример автомата ===

<code>
statemachine TrafficLight {
    state Red initial {
        entry: start_timer(30)
        exit: stop_timer()
    }
    state Yellow {
        entry: start_timer(5)
    }
    state Green final {
        entry: start_timer(30)
    }
    
    transitions
        Red -> Green on timeout
        Green -> Yellow on timeout  
        Yellow -> Red on timeout
}
</code>

=== Педагогическое применение ===

**Использование в школе:**
  - Обучение автоматному программированию
  - Визуализация алгоритмов
  - Разработка управляющих систем

----
[[gram:labs|← К списку]] | [[gram:case-014|← 014]] | [[gram:case-016|016 →]]