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JavaScript与有限状态机

2024-04-27 14:24:02
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javaScript与有限状态机

 有限状态机(Finite-state machine)是一个非常有用的模型,可以模拟世界上大部分事物。

  简单说,它有三个特征:

* 状态总数(state)是有限的。* 任一时刻,只处在一种状态之中。* 某种条件下,会从一种状态转变(transition)到另一种状态。

  它对Javascript的意义在于,很多对象可以写成有限状态机。

  举例来说,网页上有一个菜单元素。鼠标悬停的时候,菜单显示;鼠标移开的时候,菜单隐藏。如果使用有限状态机描述,就是这个菜单只有两种状态(显示和隐藏),鼠标会引发状态转变。

  代码可以写成下面这样:

1234567891011121314151617181920212223242526272829var menu = {    // 当前状态    currentState: 'hide',    // 绑定事件    initialize: function() {      var self = this;      self.on("hover", self.transition);    },    // 状态转换    transition: function(event){      switch(this.currentState) {        case "hide":          this.currentState = 'show';          doSomething();          break;        case "show":          this.currentState = 'hide';          doSomething();          break;        default:          console.log('Invalid State!');          break;      }    }  };

  可以看到,有限状态机的写法,逻辑清晰,表达力强,有利于封装事件。一个对象的状态越多、发生的事件越多,就越适合采用有限状态机的写法。

  另外,JavaScript语言是一种异步操作特别多的语言,常用的解决方法是指定回调函数,但这样会造成代码结构混乱、难以测试和除错等问题。有限状态机提供了更好的办法:把异步操作与对象的状态改变挂钩,当异步操作结束的时候,发生相应的状态改变,由此再触发其他操作。这要比回调函数、事件监听、发布/订阅等解决方案,在逻辑上更合理,更易于降低代码的复杂度。

  下面介绍一个有限状态机的函数库Javascript Finite State Machine。这个库非常好懂,可以帮助我们加深理解,而且功能一点都不弱。

  该库提供一个全局对象StateMachine,使用该对象的create方法,可以生成有限状态机的实例。

1var fsm = StateMachine.create();

  生成的时候,需要提供一个参数对象,用来描述实例的性质。比如,交通信号灯(红绿灯)可以这样描述:

123456789101112var fsm = StateMachine.create({    initial: 'green',    events: [      { name: 'warn', from: 'green', to: 'yellow' },      { name: 'stop', from: 'yellow', to: 'red' },      { name: 'ready', from: 'red', to: 'yellow' },      { name: 'go', from: 'yellow', to: 'green' }    ]  });

  交通信号灯的初始状态(initial)为green,events属性是触发状态改变的各种事件,比如warn事件使得green状态变成yellow状态,stop事件使得yellow状态变成red状态等等。

  生成实例以后,就可以随时查询当前状态。

1234* fsm.current :返回当前状态。* fsm.is(s) :返回一个布尔值,表示状态s是否为当前状态。* fsm.can(e) :返回一个布尔值,表示事件e是否能在当前状态触发。* fsm.cannot(e) :返回一个布尔值,表示事件e是否不能在当前状态触发。

  Javascript Finite State Machine允许为每个事件指定两个回调函数,以warn事件为例:

12* onbeforewarn:在warn事件发生之前触发。* onafterwarn(可简写成onwarn) :在warn事件发生之后触发。

  同时,它也允许为每个状态指定两个回调函数,以green状态为例:

12* onleavegreen:在离开green状态时触发。* onentergreen(可简写成ongreen) :在进入green状态时触发。

  假定warn事件使得状态从green变为yellow,上面四类回调函数的发生顺序如下:onbeforewarn→ onleavegreen→ onenteryellow→ onafterwarn。

  除了为每个事件和状态单独指定回调函数,还可以为所有的事件和状态指定通用的回调函数。

1234* onbeforeevent :任一事件发生之前触发。

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