elm模型案例 elm模型的基本原则

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。

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。

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。

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