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# 基于FSM的组件设计 有限状态机(FSM)([维基百科](http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%9C%89%E9%99%90%E7%8A%B6%E6%80%81%E6%9C%BA))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): ![](http://img01.taobaocdn.com/tps/i1/T15gPTXoVfXXb_CEfo-229-64.png) 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): ![](http://img01.taobaocdn.com/tps/i1/T1UZvTXcRiXXb1j7My-217-170.png) 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): ![](http://img02.taobaocdn.com/tps/i2/T1_.rTXeNcXXbFCsHX-242-186.png) 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: ![](http://img03.taobaocdn.com/tps/i3/T1xFDUXoXaXXavm5fP-510-412.png) * 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 ![](http://img04.taobaocdn.com/tps/i4/T1J7nSXfxlXXavm5fP-510-412.png) 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: 1. 初始状态 2. 状态描述对象 3. 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: 1. 将用户行为与自定义事件相关联(defineEvents) 2. 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: function FSM(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: 1. 交互逻辑清晰 2. 用户行为和组件行为完全分离,代码具有良好的分层结构 3. 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。
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