有限状态机【Javascript Finite State Machine (v2.3.5)】

2016-04-14· 1485 次浏览
## 什么是有限状态机 有限状态机(Finite-state machine)可以模拟世界上大部分事物。 很多对象可以写成有限状态机,或者说有限状态机可以描述很多对象。 比如交通灯,有红、绿、黄三个灯,红灯停,绿灯行,黄灯等一等, (停+行+等)这就是三个状态,状态个数是有限的, 在同一时刻,交通灯只会处于一种状态之中, 从一种状态转换到另一种状态时有规律:绿→黄→红→绿, 状态机的设计,目的就是为了避免大量状态的判断带来的复杂性,消除庞大的条件分支语句,因为大量的分支判断会使得程序难以修改和扩展。 简单说,它有三个特征: 1. 状态总数(state)是有限的。 2. 任一时刻,只处在一种状态之中。 3. 某种条件下,会从一种状态转变(transition)到另一种状态。 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: ``` var 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。 ## Javascript状态机 ### 下载 [state-machine.js](https://github.com/jakesgordon/javascript-state-machine/raw/master/state-machine.js) [state-machine.min.js](https://github.com/jakesgordon/javascript-state-machine/raw/master/state-machine.min.js) ### 使用 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。 ``` var 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: ``` var fsm = StateMachine.create({ initial: 'green', events: [ { name: 'warn', from: 'green', to: 'yellow' }, { name: 'stop', from: 'yellow', to: 'red' }, { name: 'go', from: 'red', to: 'green' } ] }); ``` 这段代码会为每个事件创建方法: fsm.warn(); fsm.stop(); fsm.go(); 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。 * **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: * **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: * **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。 * **onbeforeevent** :任一事件发生之前触发。 * **onleavestate** :离开任一状态时触发。 * **onenterstate** :进入任一状态时触发。 * **onafterevent** :任一事件结束后触发。 如果事件的回调函数里面有异步操作(比如与服务器进行Ajax通信),这时我们可能希望等到异步操作结束,再发生状态改变。这就要用到transition方法。 ``` fsm.onleavegreen = function(){ light.fadeOut('slow', function() { fsm.transition(); }); return StateMachine.ASYNC; }; ``` 上面代码的回调函数里面,有一个异步操作(light.fadeOut)。如果不希望状态立即改变,就要让回调函数返回StateMachine.ASYNC,表示状态暂时不改变;等到异步操作结束,再调用transition方法,使得状态发生改变。 Javascript Finite State Machine还允许指定错误处理函数,当发生了当前状态不可能发生的事件时自动触发。 ``` var fsm = StateMachine.create({ // ... error: function(eventName, from, to, args, errorCode, errorMessage) { return 'event ' + eventName + ': ' + errorMessage; }, // ... }); ``` Github:[https://github.com/jakesgordon/javascript-state-machine/](https://github.com/jakesgordon/javascript-state-machine/)