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今天编写一个elm应用实例。首先,做好初始设置。
Elm init 运行命令后,会在目录中创建一个elm.json配置文件,以及一个名为src的目录,咱们在该目录中用编辑器。可以是vscode、atom等专门甚至最简单的记事本。在src目录中创建一个名为main.elm文件。该文件就是要编写应用代码的数据文件。
用编辑器打开文件,建议用vscode,最世界上最流行的程序代码编辑工具。
初次设置完成后,正式进入elm编程之旅。
估计许多人都听说过薛定谔的猫的实验。在一个封闭的房间中放入一只活猫,房间中放置有毒药陷阱。因为房间是密封的。在房门关闭时,咱们无法从外面的世界观测到猫是死是活,因此猫处在一种非死非活的不确定性状态中;当咱们打开房门时,可以观察到猫的状态,猫的死活也确定下来。薛定谔的猫阐述的是一种量子不确定现象。
咱们的任务就是编写模拟薛定谔的猫实验的elm应用代码。
咱们需要定义一个包含门、锁、毒药陷阱(拔掉保护安全险丝时开始运转)三种事物的房间。
规则1:如果门开,那么拔掉保护安全险丝。
规则2:如果保护安全险丝被拔掉,它能够重新放上。
规则3:如果门开,重新放保护安全险丝。
规则4:如果门开,能关门。
规则5:如果门关,能开门或上锁。
规则6:如果上锁,能解锁。
每一种事物都可以用多种可能的状态组合表示,并且明确可能状态之间的转换规则是什么。
上述规矩转成对象状态如下:
-- 可能的状态:
Door(门):
Locked(上锁)
Closed(关门)
Opened(开门)
Alarm(毒药陷阱):
Armed (触发)
Disarmed (没触发)
Triggered(保护安全险丝)
--可能的状态组合有:
Locked + Armed(上锁+毒药陷阱触发)
Locked + Triggered(上锁+拔掉保护安全险丝)
Locked + Disarmed (上锁+毒药陷阱没有触发)
Unlocked + Armed (开锁+毒药陷阱触发)
Unlocked + Triggered (开锁+拔掉保护安全险丝)
Unlocked + Disarmed (开锁+毒药陷阱没有触发)
Opened + Triggered (开门+拔掉保护安全险丝)
Opened + Disarmed(开门+毒药陷阱没有触发)
--互相转换的状态有:
Door(门):
Closed <-> Locked (关门 <-> 上锁)
Closed <-> Opened (关门 <-> 开门)
Alarm(毒药陷阱):
Armed -> Triggered (毒药陷阱触发 -> 拔掉保护安全险丝)
Triggered -> Disarmed (拔掉保护安全险丝 -> 毒药陷阱没有触发)
Armed <-> Disarmed (毒药陷阱触发 <-> 毒药陷阱没有触发)
OK,规则确定好后,咱们会看到,在监测开始的期间点,房间只能真正存在一种可能的状态组合。因此要定义一个显示房间状态的模型model,它包括了监测期间点时的状态等。这个模型要将失败的情景加上去,防止观测不到的错误产生,用自定义类型添加到mail.elm代码中去。
type Model = DisplayingRoom DoorState AlarmState | Failure String type DoorState = Opened | Closed | Locked type AlarmState = Armed | Disarmed | Triggered 好了,咱们薛定谔的猫模型建立起来,完成第一步代码。
要对模型进行更新,一定要有信息通知到达才能开始更新。因此更新逻辑前需先定义消息:
type Msg = Open | Close | Lock | Unlock | Arm | Disarm 消息定义后,开始定义update更新函数,实现消息->模型->返回一个新模型,咱们先从检查房间状态开始定义:
update msg model = case model of DisplayingRoom doorState alarmState -> ... Failure errorMessage -> model 先建立函数框架,如果因为问题原因无法观测到房间状态,那么更新函数只能返回原来的模型model。
当可以正常地观测房间时,如果房门处于打开状态下,受到的限制最大:门开、锁解、毒药陷阱不能起作用。
第一步,让咱们添加房门打开时的更新代码,扩展原来基本框架:
update : Msg -> Model -> Model update msg model = case model of DisplayingRoom doorState alarmState -> case doorState of Opened -> case msg of Close -> DisplayingRoom Closed alarmState _ -> Failure "问题,观测不到!” Failure _ -> model 直到门关,毒药陷阱才可能被触发。
上述代码中,咱们处理了,房间由开门转为关门时模型的更新代码:
DisplayingRoom Closed alarmState 其中alarmState是内含了毒药陷阱触发或没有被触发两种状态的变量,确保门由开转关时。毒药陷阱的状态可以原封不动地转移到新的模型上。
_ -> Failure "问题,观测不到!" 这就是一个兜底代码,确保无法获取监测状态时返回一个消息通知。这种考虑周全的机制,也是elm编译运行不出错的优势。
第二步,让咱们添加门关时的更新逻辑,较为复杂,打开门时,里面涉及到锁的状态、毒药陷阱的状态。
在门关的前提下,如果接到开门的消息,那么要检测毒药陷阱的状态,触发或没有触发。因为毒药陷阱的状态,关系到猫的死活。如果毒药陷阱一直不被触发,猫仍然存活。但这些在未打开房门的情况下,咱们是无法监测而至的,现在添加门关情况下的代码。
Closed -> case msg of Open -> case alarmState of Armed -> DisplayingRoom Opened Triggered _ -> DisplayingRoom Opened alarmState Lock -> DisplayingRoom Locked alarmState Arm -> DisplayingRoom Closed Armed Disarm -> DisplayingRoom Closed Disarmed _ -> Failure "问题,观测不到!" 第三步,让咱们添加门锁住情况下的更新代码:
Locked -> case msg of Unlock -> DisplayingRoom Closed alarmState Arm -> DisplayingRoom Locked Armed Disarm -> DisplayingRoom Locked Disarmed _ -> Failure "问题,观测不到!" 好了,咱们代码中最重要的引擎,update更新函数完成了。下一步是把更新后的模型通过UI视图显示出来,这对于elm来探讨轻而易举,因为它本身就是为了构建前端而生。
elm有一个html库,它使咱们可以在elm中编写HTML代码:
import Html exposing (..) 现在通过来引入这个库,为简单起见,这里只是把房间的状态用文字在html界面中展示出来:
首先建立一个failure情况下的显示函数:
failure message = div [] [ p [] [ "问题,观测不到!" ] ] 然后把各种状态组合用文字展示出来,这里要注意的是,遵从房间规则,门关时的状态要有两个可能的消息,但是门开时只要一条消息即可。最后UI界面代码如下:
View: Model -> Html Msg view model = Case model of Failure message = div [] p [] [ "问题,观测不到!" ] ] DispalyingRoom doorState alarmState = div [] [case doorState of Opened -> Div [] [ p [] [ "门开 -> 关门!" ] ] Closed = Div [] [ p [] [ "门关 -> 开门!" ] ] Locked = Div [] [ p [] [ "门锁 -> 开锁!" ] ] ] ,div [] [ case alarmState of Armed -> Div [] [ p [] [ "毒药陷阱被触发 -> 开门!" ] ] disArmed -> Div [] [ p [] [ "毒药陷阱没有触发 -> 毒药陷阱被触发!" ] ] Triggered -> Div [] [ p [] [ "拔掉保护安全险丝 -> 毒药陷阱被触发/毒药陷阱没有触发!" ] ] ] 为简单起见,这里只用文字显示作为HTML的内容,但elm的HTML库还有许多强大的功能,可以与react的JSX比美。下回咱们再尝试构建更绚丽的图象或动作漫画显示房间状态。
模型、更新、界面代码已经写好,剩下的是把这几部分连接起来。咱们需要ELM的主核心Browser模块里面的沙箱sandbox:
Import Browser exposing (..) 沙箱允许您创建使用elm架构的应用软件程序,但不会与”外部世界”对话(即任何外部的API或javaScript,如果需要与外部世界对话可以用Browser.element或其它)。建立沙箱前咱们还要声明一下房间的初始状态,假说为门已经关闭、猫已经放入、毒药陷阱的保护安全险丝已经拔开。
initialModel : Model initialModel = DisplayingRoom Closed Armed main : Program () Model Msg main = Browser.sandbox { init = initialModel , view = view , update = update } 8.运行驶路程序
在终端中运行命令:
Elm make src/main.elm Elm make 是elm的编译器命令,它把main.elm编译成一个html文件。可以用浏览网址软件打个这个html文件,让咱们作为观察者,通过开门、关门的点击操作来模拟这个薛定谔的猫的实验。
(备注:本周写的文章学习了尼莫的《我希望有的榆木示例》思路,三体状态不容易描述,用javascript写估计一大堆代码,elm容易读些,薛定谔的猫实验因为涉及到不确定性,应该还要引入随机发生器,有期间再长久以来改进。)