Stateパターン

CoddyのRジャーニー「オブジェクト指向プログラミング」セクションの一部。レッスン 48/57。

stateパターンのオブジェクトは、現在の状態に応じて異なる動作をします。各状態はハンドラー関数のリストであり、オブジェクトはすべてのリクエストを、自分が属している状態のハンドラーに渡します：

states <- list(
  green = list(label = "go", next_state = "yellow"),
  yellow = list(label = "slow down", next_state = "red"),
  red = list(label = "stop", next_state = "green")
)
current <- "green"
for (i in 1:4) {
  cat(current, ":", states[[current]]$label, "\n")
  current <- states[[current]]$next_state
}

出力：

green : go 
yellow : slow down 
red : stop 
green : go

ハンドラーはイベントを受け取り、次の状態と応答を返すため、遷移はifの連鎖ではなくデータになります。ターンスタイルはコインが投入されるとロックを解除し、誰かが通過した後に再びロックします。

states <- list(
  locked = list(
    coin = function() list(to = "unlocked", say = "unlocked"),
    push = function() list(to = "locked", say = "blocked")
  ),
  unlocked = list(
    coin = function() list(to = "unlocked", say = "already open"),
    push = function() list(to = "locked", say = "welcome")
  )
)
current <- "locked"
for (event in c("push", "coin", "coin", "push")) {
  r <- states[[current]][[event]]()
  current <- r$to
  cat(event, "->", r$say, "\n")
}

出力：

push -> blocked 
coin -> unlocked 
coin -> already open 
push -> welcome

マシン自体は小さなクロージャです。現在の状態を保持し、ハンドラーを検索し、その状態が認識しないイベントには ignored と応答します。

make_machine <- function(states, start) {
  current <- start
  list(
    handle = function(event) {
      h <- states[[current]][[event]]
      if (is.null(h)) return("ignored")
      r <- h()
      current <<- r$to
      r$say
    },
    state = function() current
  )
}
states <- list(off = list(press = function() list(to = "on", say = "light on")),
               on = list(press = function() list(to = "off", say = "light off")))
m <- make_machine(states, "off")
for (e in c("press", "kick", "press")) cat(e, ":", m$handle(e), "|", m$state(), "\n")

出力：

press : light on | on 
kick : ignored | on 
press : light off | off

新しい状態は、リスト内の新しいエントリです。マシンは変わらず、新しい状態へつながる状態だけが新しいハンドラーを必要とします:

states <- list(
  off = list(press = function() list(to = "on", say = "on")),
  on = list(press = function() list(to = "off", say = "off"),
            overheat = function() list(to = "broken", say = "fuse blown")),
  broken = list(repair = function() list(to = "off", say = "repaired"))
)
current <- "off"
for (e in c("press", "overheat", "press", "repair")) {
  h <- states[[current]][[e]]
  if (is.null(h)) { cat(e, ": ignored\n"); next }
  r <- h()
  current <- r$to
  cat(e, ":", r$say, "\n")
}

出力:

press : on 
overheat : fuse blown 
press : ignored
repair : repaired

チャレンジ

簡単

Turnstile.R でターンスタイルを完成させてください。リスト states には locked と unlocked の状態があり、各ハンドラーは list(to = ..., say = ...) を返します。

locked: coin は unlocked でロックを解除し、push は blocked とともにロックされたままにします。
unlocked: coin は thanks, already open とともにロック解除されたままにし、push は welcome とともにロックし、通過を 1 回カウントします。

次に、ロックされた状態で開始し、handle(event)（返信、未知のイベントの場合は ignored）、state()、および passes() を返す make_turnstile() を完成させてください。ロック解除された状態で push が処理されるたびに、通過をカウントします。用意されているコードはイベントを読み取り、新しい状態とともに各返信を出力し、その後に通過回数を出力します。

コードは Turnstile.R に記述してください。main.R には用意されている入出力コードが含まれており、編集できません。

自分で試してみよう

source("Turnstile.R")

# 提供された入出力コード: そのままにしておく
input <- suppressWarnings(readLines(file("stdin")))
t <- make_turnstile()
for (event in input) cat(event, ": ", t$handle(event), " [", t$state(), "]\n", sep = "")
cat("passes: ", t$passes(), "\n", sep = "")