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javascript與有限狀態機詳解
編輯:JavaScript基礎知識     

簡單說,它有三個特征:
復制代碼 代碼如下:
* 狀態總數(state)是有限的。
* 任一時刻,只處在一種狀態之中。
* 某種條件下,會從一種狀態轉變(transition)到另一種狀態。

它對JavaScript的意義在於,很多對象可以寫成有限狀態機。

舉例來說,網頁上有一個菜單元素。鼠標懸停的時候,菜單顯示;鼠標移開的時候,菜單隱藏。如果使用有限狀態機描述,就是這個菜單只有兩種狀態(顯示和隱藏),鼠標會引發狀態轉變。

代碼可以寫成下面這樣:

復制代碼 代碼如下:
var menu = {

    // 當前狀態
    currentState: 'hide',

    // 綁定事件
    initialize: function() {
      var self = this;
      self.on("hover", self.transition);
    },

    // 狀態轉換
    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,有限狀態機的寫法,邏輯清晰,表達力強,有利於封裝事件。一個對象的狀態越多、發生的事件越多,就越適合采用有限狀態機的寫法。

另外,JavaScript語言是一種異步操作特別多的語言,常用的解決方法是指定回調函數,但這樣會造成代碼結構混亂、難以測試和除錯等問題。有限狀態機提供了更好的辦法:把異步操作與對象的狀態改變掛鉤,當異步操作結束的時候,發生相應的狀態改變,由此再觸發其他操作。這要比回調函數、事件監聽、發布/訂閱等解決方案,在邏輯上更合理,更易於降低代碼的復雜度。

下面介紹一個有限狀態機的函數庫Javascript Finite State Machine。這個庫非常好懂,可以幫助我們加深理解,而且功能一點都不弱。

該庫提供一個全局對象StateMachine,使用該對象的create方法,可以生成有限狀態機的實例。

復制代碼 代碼如下:
var fsm = StateMachine.create();

生成的時候,需要提供一個參數對象,用來描述實例的性質。比如,交通信號燈(紅綠燈)可以這樣描述:

復制代碼 代碼如下:
var 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' }
]
});

交通信號燈的初始狀態(initial)為green,events屬性是觸發狀態改變的各種事件,比如warn事件使得green狀態變成yellow狀態,stop事件使得yellow狀態變成red狀態等等。

生成實例以後,就可以隨時查詢當前狀態。

復制代碼 代碼如下:
* fsm.current :返回當前狀態。
* fsm.is(s) :返回一個布爾值,表示狀態s是否為當前狀態。
* fsm.can(e) :返回一個布爾值,表示事件e是否能在當前狀態觸發。
* fsm.cannot(e) :返回一個布爾值,表示事件e是否不能在當前狀態觸發。

Javascript Finite State Machine允許為每個事件指定兩個回調函數,以warn事件為例:

復制代碼 代碼如下:
* onbeforewarn:在warn事件發生之前觸發。
* onafterwarn(可簡寫成onwarn) :在warn事件發生之後觸發。

同時,它也允許為每個狀態指定兩個回調函數,以green狀態為例:

復制代碼 代碼如下:
* onleavegreen :在離開green狀態時觸發。
* onentergreen(可簡寫成ongreen) :在進入green狀態時觸發。

假定warn事件使得狀態從green變為yellow,上面四類回調函數的發生順序如下:onbeforewarn → onleavegreen → onenteryellow → onafterwarn。

除了為每個事件和狀態單獨指定回調函數,還可以為所有的事件和狀態指定通用的回調函數。

復制代碼 代碼如下:
* onbeforeevent :任一事件發生之前觸發。
* onleavestate :離開任一狀態時觸發。
* onenterstate :進入任一狀態時觸發。
* onafterevent :任一事件結束後觸發。

如果事件的回調函數裡面有異步操作(比如與服務器進行Ajax通信),這時我們可能希望等到異步操作結束,再發生狀態改變。這就要用到transition方法。

復制代碼 代碼如下:
fsm.onwarn = function(){
light.fadeOut('slow', function() {
fsm.transition();
});
return StateMachine.ASYNC;
};

上面代碼的回調函數裡面,有一個異步操作(light.fadeOut)。如果不希望狀態立即改變,就要讓回調函數返回一個StateMachine.ASYNC對象,表示狀態暫時不改變;等到異步操作結束,再調用transition方法,使得狀態發生改變。

Javascript Finite State Machine還允許指定錯誤處理函數,當發生了當前狀態不可能發生的事件時自動觸發。

復制代碼 代碼如下:
var fsm = StateMachine.create({
// ...
error: function(eventName, from, to, args, errorCode, errorMessage) {
return 'event ' + eventName + ': ' + errorMessage;
},
// ...
});

比如,當前狀態是green,理論上這時只可能發生warn事件。要是這時發生了stop事件,就會觸發上面的錯誤處理函數。

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