开发移动应用是一项非常复杂的工作，但作为开发者，我们就是来解决这个复杂的。状态机（state machine）是一个很好的工具，它可以帮助我们简化开发中的复杂问题。因此，在本篇基于Swift语言的Xcode教程中，我们将学习为iOS 9和OS X 11 El Capitan系统开发App时，如何使用状态机。
视图控制器可以很容易地定义为一个嵌入多个复杂功能的类。例如，假设一个须通过社交网络展示用户个人信息的视图控制器。我们遇到的第一个情况就是：视图控制器的视图出现时数据尚未加载到App中。在这种情况下，我们需要处理两个状态：数据可用和数据不可用。视图和相应的布局依赖于当前状态。处理这两个状态的最简单方法是定义一个boolean变量。如，若数据可用，设置boolean变量为true；若数据不可用，在设置boolean变量为……嗯，稍等，这里不简单。因为“数据不可用”究竟是什么意思？可能是，当我们从远程服务器调用时，数据尚不可用；也可能是，我们未能从远程服务器获取到数据，导致数据不可用。基于这个“不可用”，我们需要根据数据的真实状态来定义UI面板。
因此，现在产生了三种状态，我们的应用程序需要能够从三种状态中来回切换。例如，当从服务器接收到数据时，UI面板能从显示动态指示器切换到隐藏动态指示器。但是如果应用程序未能接收到数据，我们需要一直隐藏动态指示器，并通知用户“没有数据”。
此时，初始视图控制器已经形成。现在我们不仅需要跟踪当前状态，还需要跟踪状态转换。
在iOS 9和OS X 11 El Capitan中，有一个新的API可以无缝地创建一个状态机。这个新API是GameplayKit的一部分，通常用于开发视频游戏。接下来，我们就来学习如何使用这个视频游戏API来管理应用程序状态。
创建状态
在这里会用到两个类：GKState和GKStateMachine。首先，需要为状态机创建状态。为此，要使用子类GKState。
回顾之前视图控制器的例子，我们需要一个状态。例如，定义一个接收服务器返回数据的状态，我们需要使用CGState子类：
import UIKit
import GameplayKit
class RetrievingDataState: GKState {
unownedvarprofileViewController : ViewController?
override func isValidNextState(stateClass: AnyClass) -> Bool {
return(stateClass == DataAvailableState.self) || (stateClass == DataNotAvailableState.self)
}
override func didEnterWithPreviousState(previousState: GKState?) {
// Perform here the actions that you want to do with your UI when it enters this state like for example, showing and starting an activity indicator
profileViewController?.activityIndicator.startAnimating()
}
override func willExitWithNextState(nextState: GKState) {
// Perform here the actions that you want to do with your UI when it exits this state like for example, stopping the activity indicator.
profileViewController?.activityIndicator.stopAnimating()
}
状态机使用isValidNextState:方法来定义是否切换到了新状态。返回true说明状态可切换。在本文例子中，可以从RetrievingDataState切换到DataAvailableState或者DataNotAvailableState，这主要取决于服务器调用的结果。
didEnterWithPreviousState:和willExitWithNextState:两个函数用来定义当进入或退出一个状态时，需要进行什么操作。本例中，当进入RetrievingDataState状态时，启动一个活动指示器来显示此应用程序正在处理一些功能；当退出该状态时，需要停止这个活动指示器。
后续如果我们接收到数据（如带有信息的标签），需要再次展示某些功能时，我们可以再进行这个操作。我们甚至可以基于即将接收或者退出的状态来定义所要执行的动作。因为我们将所有的逻辑存储在一个独立并明确定义的地方，这将便于我们很好地控制每个情况下要如何操作，并在一定程度上可以使视图控制器更加轻量。
注意：我已经添加了一个属性来保存指向视图控制器的引用，所以我们可以通过状态子类来执行其方法以及访问其属性值。在这种情况下，这个引用必须是unowned，因为这个视图控制器将拥有一个指向该状态机的强引用，并且该状态机也将用有一个指向每一个状态的强引用。如果这个状态拥有一个指向视图控制器的强引用，它将引起一个循环保留。因此，为避免这个情况，这个引用必须是unowned的。
为了实现其他的状态，我们再创建一个GKState的子类：
41class DataAvailableState: GKState {
unownedvarprofileViewController : ViewController?
override func isValidNextState(stateClass: AnyClass) -> Bool {
returnstateClass == RetrievingDataState.self
}
override func didEnterWithPreviousState(previousState: GKState?) {
iflet viewController = profileViewController {
// Perform here the actions that you want to do with your UI when it enters this state.
}
}
override func willExitWithNextState(nextState: GKState) {
iflet viewController = profileViewController {
// Perform here the actions that you want to do with your UI when it exits this state.
}
}
}
class DataNotAvailableState: GKState {
unownedvarprofileViewController : ViewController?
override func isValidNextState(stateClass: AnyClass) -> Bool {
returnstateClass == RetrievingDataState.self
}
override func didEnterWithPreviousState(previousState: GKState?) {
iflet viewController = profileViewController {
// Perform here the actions that you want to do with your UI when it enters this state.
}
}
override func willExitWithNextState(nextState: GKState) {
iflet viewController = profileViewController {
// Perform here the actions that you want to do with your UI when it exits this state.
}
}
}
创建状态机
一旦我们拥有一些状态，我们就能创建状态机。
首先为上文提到的每个状态分别创建一个实例，然后为每个实例分配一个指向视图控制器的引用：
6let retrievingDataState = RetrievingDataState()
retrievingDataState.profileViewController = self
let dataAvailableState = DataAvailableState()
dataAvailableState.profileViewController = self
let dataNotAvailableState = DataNotAvailableState()
dataNotAvailableState.profileViewController = self
最后，为状态机创建数组来传递状态：
let stateMachine = GKStateMachine(states: [retrievingDataState, dataAvailableState, dataNotAvailableState])
启动状态机进入其中一个状态。本例中，第一个状态是RetrievingDataState。
stateMachine.enterState(RetrievingDataState)
状态机进入这个状态，然后执行didEnterWithPreviousState:方法。此时，动态指示器将出现在这个屏幕上。当执行这个方法时，previousState的值为nil，状态机第一个进入的状态是becauseRetrievingDataState。
当你接收到这个服务器的响应时，根据结果，你将改变状态：
// When you receive updated data from the server
stateMachine.enterState(DataAvailableState)
退出RetrievingDataState时，程序将执行willExitWithNextState:方法，同时动态指示器将停止。之后，将执行DataAvailableState状态的didEnterWithPreviousState:方法，以此类推。
总结
在应用程序开发过程中，我们通常要处理多个状态。同时处理这么多的状态时，事情就会很复杂：网络连接是否可用？服务器是否可用？数据是否已更新？数据是否无效？应用程序是否添加背景？打开推送通知是否启动应用程序……等等。
尝试同时处理所有这些状态是一项非常复杂的工作。但是 GKState和CGStateMachine可以帮助我们非常清晰地定义每个状态，并且处理起来非常简单。
享受编程吧！！
Vicente Vicens
本文首发于CocoaChina，译者Purpleen，编译自《GameplayKit: State Machine for non-game Apps》，转载请注明出处。