elm模型案例 elm模型的基本原则

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elm模型案例 elm模型的基本原则-第1张图片-小猪号

1.初始设置

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。

2.薛定谔的猫

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。

elm模型案例 elm模型的基本原则-第2张图片-小猪号

3.定义规则

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)

4.建立模型

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。

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5.建立更新模型的逻辑

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。

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6.构建前端界面

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。

7.连接代码

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。)

标签: 函数

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