elm模型案例(精细加工模型)

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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 -> casemsg 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。)

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