状态：让系统记住刚才发生了什么

只用逻辑门的电路像一个只看眼前的裁判：同样的输入总给同样的输出。可是自动夜灯需要知道「刚才有人，现在正在倒计时」；密码锁需要知道「已经输入了前两位」。这类关于过去的信息叫状态。

同样输入，不同状态，结果不同

夜灯当前检测不到人。如果状态是「从来没人来」，灯应该灭；如果状态是「人刚离开，十秒还没到」，灯应该继续亮。眼前输入相同，输出不同，原因就是系统记住的过去不同。

最小的记忆单元可以保存一个 0 或 1，许多记忆单元组合成寄存器，再组合成更大的存储器。时钟到来时，电路把新的状态锁进去，下一拍继续使用。CPU 的寄存器、计数器和内存，都建立在「保存状态」这件事上。

用状态图把过程画出来

自动夜灯可以有三个状态：

1. DAY：白天，灯灭。
2. WAIT：夜晚无人，灯灭。
3. ON：夜晚有人或正在延时，灯亮。

箭头上写切换条件，例如光线变暗时从 DAY 到 WAIT，检测到人时从 WAIT 到 ON，十秒无人时从 ON 回到 WAIT。这叫状态机：有限个状态，加上清楚的转换规则。

一定要设计初始状态

设备刚通电时从哪里开始？如果没有复位规则，记忆单元可能处于不可预测状态，灯也许莫名亮起。复位就像开学第一天统一回到起跑线，让系统进入已知状态。

状态不能无限增加

每遇到一个例外就新增状态，图会变成蜘蛛网。先保留完成目标所需的最少状态，给每个状态清楚命名，再检查是否有走不出去的死路。

练一练：给红绿灯画三个状态，写出每个状态的输出以及切换到下一个状态的条件。