RxJS 实现摩斯密码(内附脑图)

参加 2018 ngChina 开发者大会,特别喜欢 Michael Hladky 奥地利帅哥的 RxJS 分享,现在拿出来好好学习工作坊的内容(工作坊Demo地址),结合这个示例,做了一个改进版本,实现更简洁,逻辑更直观。

一、摩斯密码是什么?

了解者可跳过次章节

摩斯密码(Morse),是一种时通时断的信号代码,这种信号代码通过不同的排列组合来表达不同的英文字母、数字和标点符号等。

地球人都知道的 SOS 求救信号,就是 Morse,三短(S) 三长(O) 三短(S)。

信号对应表如下:


RxJS 实现摩斯密码(内附脑图)_第1张图片

二、业务逻辑分析

分析关键步骤,很巧,和把大象装进冰箱里同样都只需要三步耶:

第一步,识别点信号,短为 “滴” 长为“嗒”。

第二步,根据 “长间隔” 来切片分组。

第三步,分组数据根据对应表转化出最终结果。


三、撸代码,优化后版本(完整在线示例)

开始前要做好热身活动:

Morse 的最小单元,"." 代表嘀,"-" 代表嗒,点击事件用 Down 代表 mousedown,Up 代表 mouseup。

200ms 间隔用来区别嘀嗒,1s 间隔用来区分一个 Morse 单元组的结束。

// 点信号 = Down - Up = 间隔 < 200ms ?"." : "-";

// Down <200ms Up >1s = "." = E

// Down <200ms Up <1s Down >200ms Up >1s = ".", "-" = A

// 直接使用 fromEvent 操作符,来生成点击操作的流,然后用 map 操作符转化成时间戳,

// takeUntil 用来控制流的结束,避免重复订阅。

const clickBegin$ = fromEvent(this.sendButtonElementRef.nativeElement, 'mousedown')

  .pipe(

    takeUntil(this.onDestroy$),

    map(n => Date.now())

  )

const clickEnd$ = fromEvent(this.sendButtonElementRef.nativeElement, 'mouseup')

  .pipe(

    takeUntil(this.onDestroy$),

    map(n => Date.now())

  )

第一步,识别点信号为 “滴” “嗒”

前面代码已经拿到点击事件的流,并且用 "map" 操作符,把数据转化为当前的时间戳。

下面开始计算 Down & Up 之间的间隔时间,思考,合并两个流的的操作符有哪些呢?

forkJoin、concat ?

需要两个流 complate 状态后才返回数据,不适应数据持续输出的场景。

merge ?

Down & Up 的时间戳不会同时获得,还需要处理存储的问题,不完全适应场景。

combineLatest ?

满足数据持续输出,满足同时获得,哎哟,还不错。

但是这个操作符的特点是,会缓存上一次的值,所以第二次 Down 也会获得到数据,Up - Down 也就会为负值,取绝对值后可以用来判断是否 >1s,来区分一个 Morse 单元组的结束。

zip ?

哎呀哈,这个更合适呢,盘它!

单词选的很到位,这个操作符功能可以理解为像拉链一样,确保获得数据每一次都是一个纯净的 Down & Up。

但是需要注意 zip 会自动缓存数据,例如 zip(A$, B$),A$收到的数据一直比B$多太多,有内存溢出风险,就像拉错位的拉链,很蓝瘦。

// zip的实现

zip(clickBegin$, clickEnd$)

    .pipe(

    // 计算 Down - Up 间隔时间

    map(this.toTimeDiff),

    // 根据间隔时间,转化为嘀嗒替代字符 "." "-"

    map(this.msToMorseCharacter)

    )

    .subscribe(result => {

      // 发送到主信号流

      morseSignal$.next(result);

    });

第二步,根据 “长间隔” 来切片分组

分组的操作符有哪些?

partition?

根据函数拆成两个流。

groupBy?

根据函数拆成 n 个流。

window?

根据流拆成 n 个流。以上各位都打扰了,我还要自己处理数据缓存,再见。

buffer?

哇,初恋般的感觉,用流控制来做切片数据成数组,拿到数组只需要 join 一下就好,就可以去去匹配对应表了,好棒!

“长间隔”的切片流,怎么获得呢?拿出法宝 debounceTime(1000) ,当点击的 Down Up 周期完成后,间隔 1s 就认为是一个Morse 单元组的结束。

然后又遇到了问题,怎么判断一个点击周期呢?不用单纯用 Up ,因为下一个 Down Up 周期可能会超出 1s,就会导致切片时机错误。所以模拟了点击持续的流 clickKeeping$,用 switchMap 替换为新的流且不影响原来的流,timer 产生一个小于 1s 间隔的持续流信号,用 takeUntil 在 Up 事件流 clickEnd$ 后把整个流结束。

// 点击持续状态流

const clickKeeping$ = clickBegin$

    .pipe(

        // 替换为新的流,不影响原来的流

        switchMap(() => {

            // 定时在持续发送数据,维持点击中状态

            return timer(0, morseTimeRanges.lessThenlongBreak).pipe(

                // 直到 Up 后结束点击状态

                takeUntil(clickEnd$)

            );

        })

    )

// “长间隔”的切片流

const morseBreak$ = clickKeeping$.pipe(

    debounceTime(morseTimeRanges.longBreak)

);

// 获得 Morse 单元组

morseSignal$

    .pipe(

        // 切片分组主信号流

        buffer(morseBreak$) // 转化为,例如 ['.', '.', '.']

    )

第三步,分组数据根据对应表转化出最终结果

join('') Morse 单元组去匹配对应表,很简单不用说。

错误发生在 switchMap 中,分支流报错,但是主流不会收到影响,然后用 catchError 捕捉错误。

// Morse 单元组去匹配对应表

private translateSymbolToLetter = morseArray => {

    const morseCharacters = morseArray.join('');

    const find = morseTranslations.find(n => n.symbol === morseCharacters)

    // 这里 find 可能为 undefined 导致报错,但是错误会被 catchError 捕捉

    return find.char;

}

// 转化+错误处理,最终完成

morseSignal$

    .pipe(

        buffer(morseBreak$),

        switchMap(n => {

            return of(n).pipe(

                // 只为了 Demo 演示中的展示用

                tap(n => this.lastMorseGroupCharacters = n.join(' ')),

                // 转化成对应表中字符

                map(this.translateSymbolToLetter),

                // 捕捉错误

                catchError(n => {

                    return of(morseCharacters.errorString);

                })

            )

        })

    )

    .subscribe(result => {

        // 输出最终转化结果

        this.morseLog.push(result);

        console.log('结果:', result)

    });

四、解读 Michael Hladky 大神的示例

整体上,把 “嘀嗒” “短间隔” “长间隔” 都转化成替代符,过滤无用的替代符,然后 filter “长间隔” 替代符的流,来做 buffer 切片数据。其他还有因为使用 combineLatest 操作符导致的不同。

// 识别 “嘀” “嗒”

const morseCharFromEvents$ = observableCombineLatest(this.startEvents$, this.stopEvents$)

    .pipe(

        // 计算 mousedown mouseup 时间间隔

        map(this.toTimeDiff),

        // 转化成标识符

        map(this.msToMorseChar),

        // 过滤 Morse 单元组中的 “短间隔“ 标识符

        filter(this.isCharNoShortBreak as any)

    );

// 主信号流

this.morseChar$ = observableMerge(morseCharFromEvents$, this.injectMorseChar$)

// 识别 “长间隔“ 标识符,来作为切片流

const longBreaks$ = this.morseChar$

    .pipe(filter(this.isCharLongBreak as any));

// 切片成 Morse 单元组

this.morseSymbol$ = this.morseChar$

    .pipe(

        buffer(longBreaks$),

        map(this.charArrayToSymbol),

        filter(n => (n !== '') as any)

    )

// 错误处理 + 标识符对应表转化

this.morseLetter$ = this.morseSymbol$

    .pipe(

        switchMap(n => observableOf(n).pipe(this.saveTranslate('ERROR')))

    );

// Up 后补4个 “长间隔“ 标识符,用来做 Morse 单元组的结束

const breakEmitter$ = observableTimer(this.msLongBreak, this.msLongBreak)

    .pipe(

        mapTo(this.mC.longBreak),

        take(4)

    );

this.stopEventsSubject

    .pipe(

        switchMapTo(

          breakEmitter$.pipe(takeUntil(this.startEventsSubject))

        )

    )

    .subscribe(n => this.injectMorseChar(n));

总结

下图是读完《深入浅出RxJS》后的学习笔记,标注了一些操作符的快速记忆特点,方便使用的适合查阅。


RxJS 实现摩斯密码(内附脑图)_第2张图片



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