基于有限状态机的交互组件设计与实现
有限状态机(FSM)(维基百科)是设计和实现事件驱动程序内复杂行为组织原则的有力工具。
早在2007年,IBM的工程师就提出在在JavaScript中使用有限状态机来实现组件的方法,原文地址如下:
《javascript 中的有限状态机》http://www.ibm.com/developerworks/cn/web/wa-finitemach/
现在结合KISSY等现代js库和框架提供的强大的自定义事件的功能,我们可以利用有限状态机设计出代码层次清晰,结构优雅的前端交互组件。
今天,我们会通过设计并实现一个下拉选择(模拟select)组件来一步步说明如何利用FSM和KISSY来设计和实现一个有复杂行为的交互组件。
我们的工作会分成三个步骤来进行:
- 第一步:设计组件状态,用户行为和组件行为
- 第二步:通过代码来描述设计出来的内容
- 第三步:实现一个有限状态机让组件工作起来
第一步:设计阶段
首先,我们需要确定组件的状态和状态间的转换关系
通过对组件可能会发生的行为进行研究,我们为组件设计了以下三个状态:
1.收起状态(fold):
组件的初始状态,用户可能会进行以下操作:
展开下拉框(unfoldmenu)转移到展开状态(unfold)
2.展开状态(unfold):
用户展开下拉框的状态,用户可能会进行以下操作:
收起下拉框(foldmenu)转移到收起状态(fold)
鼠标经过选项(overitem)转移到高亮状态(highlight)
3.高亮状态(highlight):
鼠标经过选项时,高亮经过的选项,用户可能会进行以下操作:
收起下拉框(foldmenu)转移到收起状态(fold)
点击选项(clickitem)转移到收起状态(fold)
鼠标经过选项(overitem)转移到高亮状态(highlight)
以上就是这个小组件可能会有的三种状态,用一个状态转换图来表示如下:
- 在状态描述中包含了触发状态发生转移的动作(事件)
- 可以很明显的看出这些事件并不是浏览器中原生的事件。
- 这里,我们使用自定义事件来描述用户的行为,这样我们可以使得用户行为和组件行为的逻辑完全分离,代码将会更容易理解和维护。
定义用户行为:
在这个组件里,我们有以下四种用户行为:
展开下拉框(unfoldmenu):鼠标点击橙色区域时触发
收起下拉框(foldmenu):鼠标离开组件区域达到2秒,点击橙色区域,点击组
件外部区域
点击选项(clickitem):点击下拉框中的某个选项
鼠标经过选项(overitem):鼠标经过下拉框中的某个选项
定义组件行为:
在状态转移的过程中,组件本身会有很多动作,如显示下拉框等,我们接下来在上面的状态图中加入转移过程中组件的动作
fold():收起下拉框
unfold():展开下拉框
highlightItem():高亮某个选项
selectItem():选中某个选项,并把值填充到橘黄色区域
第二步:实现阶段(基于KISSY实现)
全局变量:S=KISSY, D=S.DOM, E=S.Event
1.描述状态
跟设计过程一样,我们需要用一个结构来描述状态的转移以及转移过程中的动作
我们在这里使用对象来描述:
"fold":{
unfoldmenu:function(event){
_this.unfold();
return "unfold";
}
}
如上面这段代码就描述了在fold状态下,可以触发unfoldmenu这个用户行为来转移到unfold状态,
我们通过函数返回值的形式来通知FSM下一步的状态。
这样,我们就可以通过这种形式描述所有的状态,结构如下:
states:{
//收起(初始状态)
"fold":{
unfoldmenu:function(event){
_this.unfold();
return "unfold";
}
},
//展开状态
"unfold":{
foldmenu:function(event){
_this.fold();
return "fold";
},
overitem:function(event){
_this.highlightItem(event.currentItem);
return "highlight";
}
},
//高亮状态
"highlight":{
foldmenu:function(event){
_this.fold();
return "fold";
},
//选中条目
clickitem:function(event){
_this.selectItem(event.currentItem);
return "fold";
},
overitem:function(event){
_this.highlightItem(event.currentItem);
return "highlight";
}
}
}
在定义好状态后,我们还需要设定一个初始状态:
initState:"fold"
2.描述用户行为
我们使用一个方法来描述用户行为,即驱动FSM发生状态转移的事件:
"foldmenu":function(fn){
var timeout;
E.on(_this.container,"mouseleave",function(e){
if(timeout)clearTimeout(timeout);
timeout = setTimeout(function(){
fn();
},1000);
});
E.on([_this.container,_this.slideBox],"mouseenter",
function(e){
if(timeout)clearTimeout(timeout);
});
E.on("body","click",function(e){
var target = e.target;
if(!D.get(target,_this.container)){
if(timeout)clearTimeout(timeout);
fn();
}
});
}
如上面这个代码就定义了foldmenu这个用户行为,同时,FSM会自动将它定义为一个自定义事件,我们通过传入的回调函数fn来通知FSM触发这个事件的时机。
通过上边的例子可以看出,我们可以将一个很复杂的动作定义为一个用户行为,也可以将几个不同的动作定义为一个用户行为,将用户行为和组件的动作彻底分开。
与状态相同,我们也将所有的用户行为放在一个对象中。
events:{
"unfoldmenu":function(fn){
},
"foldmenu":function(fn){
},
"overitem":function(fn){
},
"clickitem":function(fn){
}
}
3.描述组件行为
由于组件行为一般都包含对组件本身的一些直接操作,可以作为API开放给用户使用,因此我们把描述组件行为的方法放在组件的prototype上,这部分代码如下:
S.augment(SlideMenu,S.EventTarget,{
setText:function(){
var _this = this,
select = _this.select;
D.html(select,_this.text);
},
unfold:function(){
var _this = this,
slideBox = _this.slideBox;
if(!_this.isFold)return;
_this.isFold = false;
D.show(slideBox);
},
fold:function(){
var _this = this,
options = _this.options,
slideBox = _this.slideBox;
if(_this.isFold)return;
D.removeClass(options,"hover");
_this.isFold = true;
D.hide(slideBox);
},
highlightItem:function(curItem){
var _this = this,
options = _this.options;
D.removeClass(options,"hover");
D.addClass(curItem,"hover");
},
selectItem:function(curItem){
var _this = this,
value = D.attr(curItem,"data-value"),
text = D.attr(curItem,"data-text");
_this.value = value;
_this.text = text;
_this.setText()
_this.fold();
_this.fire("select",{
value:value,
text:text
});
}
});
第三步:实现有限状态机(基于KISSY实现)
前面我们定义了组件的状态,用户行为,以及组件本身的动作,
接下来我们来实现一个有限状态机(FSM),让整个组件工作起来。
通过上面实现的代码,我们可以看出FSM的输入有以下三个:
- 初始状态
- 状态描述对象
- 用户行为描述对象
代码结构如下:
initState:"fold",
states:{
//收起(初始状态)
"fold":{
},
//展开状态
"unfold":{
},
//高亮状态
"highlight":{
}
},
events:{
"unfoldmenu":function(fn){
},
"foldmenu":function(fn){
},
"overitem":function(fn){
},
"clickitem":function(fn){
}
}
FSM需要2个功能:
- 将用户行为与自定义事件相关联(defineEvents)
- 在用户行为发生时(即触发自定义事件时),根据状态描述对象来转移状态(handleEvents)
代码如下:
functionFSM(config){
this.config = config;
this.currentState = this.config.initState;
this.nextState = null;
this.states = this.config.states;
this.events = this.config.events;
this.defineEvents();
}
var proto = {
//事件驱动状态转换(表现层)
handleEvents:function(event){
if(!this.currentState)return;
var actionTransitionFunction =
this.states[this.currentState][event.type];
if(!actionTransitionFunction)return;
var nextState = actionTransitionFunction
.call(this,event);
this.currentState = nextState;
},
//定义事件 (行为层)
defineEvents:function(){
var _this = this,
events = this.events;
for(k in events){
(function(k){
var fn = events[k];
fn.call(_this,function(event){
_this.fire(k,event);
});
_this.on(k,_this.handleEvents);
})(k)
}
}
}
S.augment(FSM, S.EventTarget, proto);
然后,只需要实例化一个FSM即可
new FSM({
initState:"fold",
states:{...},
events:{...}
});
最后,总结一下。
使用FSM模式设计和实现交互组件,可以获得以下特性:
- 交互逻辑清晰
- 用户行为和组件行为完全分离,代码具有良好的分层结构
- 对设计具有良好的纠错特性,当设计上对状态和状态的转移有遗漏时,在实现阶段很容易流程出现走不通的情况,可以促进交互设计对细节的补充。
源码:https://github.com/yhanwen/fsm
http://ued.taobao.org/blog/2012/10/fsm/
posted on 2017-07-11 11:59 alex5211314 阅读(188) 评论(0) 编辑 收藏 举报