Wzorzec Stan

Część sekcji Programowanie obiektowe ścieżki R w Coddy. Lekcja 48 z 57.

Obiekt we wzorcu state zachowuje się inaczej w zależności od swojego bieżącego stanu. Każdy stan jest listą funkcji obsługi, a obiekt przekazuje każde żądanie funkcjom obsługi stanu, w którym się znajduje:

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
}

Wynik:

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

Obsługiwacze przyjmują zdarzenie i zwracają następny stan oraz odpowiedź, więc przejścia są danymi, a nie łańcuchem instrukcji if. Bramka obrotowa odblokowuje się po wrzuceniu monety i ponownie blokuje, gdy ktoś przez nią przejdzie:

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")
}

Wynik:

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

Samo urządzenie jest małym domknięciem: przechowuje bieżący stan, wyszukuje procedurę obsługi i zwraca ignored dla zdarzenia, którego dany stan nie zna:

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")

Wynik:

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

Nowy stan to nowy wpis na liście. Maszyna się nie zmienia, a nowego programu obsługi potrzebują tylko stany prowadzące do nowego stanu:

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")
}

Wynik:

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

Wyzwanie

Łatwy

Uzupełnij kołowrót w Turnstile.R. Lista states zawiera stany locked i unlocked, a każdy moduł obsługi zwraca list(to = ..., say = ...):

locked: coin odblokowuje kołowrót, ustawiając stan unlocked; push pozostawia go zablokowanym i zwraca blocked;
unlocked: coin pozostawia kołowrót odblokowany i zwraca thanks, already open; push blokuje go, zwraca welcome i zlicza jedno przejście.

Następnie uzupełnij make_turnstile(), która rozpoczyna działanie w stanie zablokowanym i zwraca handle(event) (odpowiedź lub ignored w przypadku nieznanego zdarzenia), state() i passes(). Zliczaj przejście za każdym razem, gdy push zostanie obsłużone w stanie odblokowanym. Dostarczony kod odczytuje zdarzenia i wyświetla każdą odpowiedź wraz z nowym stanem, a następnie liczbę przejść.

Twój kod umieść w Turnstile.R. Plik main.R zawiera dostarczony kod wejścia/wyjścia i nie można go edytować.

Spróbuj swoich sił

source("Turnstile.R")

# Dostarczony kod wejścia/wyjścia: pozostaw go bez zmian
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 = "")