学习 React
状态管理

用 State 响应输入

React 控制 UI 的方式是声明式的。你不必直接控制 UI 的各个部分，只需要声明组件可以处于的不同状态，并根据用户的输入在它们之间切换。这与设计师对 UI 的思考方式很相似。

你将会学习到

  • 了解声明式 UI 编程与命令式 UI 编程有何不同
  • 了解如何列举组件可能处于的不同视图状态
  • 了解如何在代码中触发不同视图状态的变化

声明式 UI 与命令式 UI 的比较

当你设计 UI 交互时，可能会去思考 UI 如何根据用户的操作而响应变化。想象一个允许用户提交一个答案的表单：

  • 当你向表单输入数据时，“提交”按钮会随之变成可用状态
  • 当你点击“提交”后，表单和提交按钮都会随之变成不可用状态，并且会加载动画会随之出现
  • 如果网络请求成功，表单会随之隐藏，同时“提交成功”的信息会随之出现
  • 如果网络请求失败，错误信息会随之出现，同时表单又变为可用状态

在 命令式编程 中，以上的过程直接告诉你如何去实现交互。你必须去根据要发生的事情写一些明确的命令去操作 UI。对此有另一种理解方式，想象一下，当你坐在车里的某个人旁边，然后一步一步地告诉他该去哪。

看起来很焦急的司机代表 JavaScript，乘客命令司机执行一系列复杂的转弯导航。

Rachel Lee Nabors 绘图

他并不知道你想去哪，只想跟着命令行动。（并且如果你发出了错误的命令，那么你就会到达错误的地方）正因为你必须从加载动画到按钮地“命令”每个元素，所以这种告诉计算机如何去更新 UI 的编程方式被称为命令式编程

在这个命令式 UI 编程的例子中，表单没有使用 React 生成，而是使用原生的 DOM:

async function handleFormSubmit(e) {
  e.preventDefault();
  disable(textarea);
  disable(button);
  show(loadingMessage);
  hide(errorMessage);
  try {
    await submitForm(textarea.value);
    show(successMessage);
    hide(form);
  } catch (err) {
    show(errorMessage);
    errorMessage.textContent = err.message;
  } finally {
    hide(loadingMessage);
    enable(textarea);
    enable(button);
  }
}

function handleTextareaChange() {
  if (textarea.value.length === 0) {
    disable(button);
  } else {
    enable(button);
  }
}

function hide(el) {
  el.style.display = 'none';
}

function show(el) {
  el.style.display = '';
}

function enable(el) {
  el.disabled = false;
}

function disable(el) {
  el.disabled = true;
}

function submitForm(answer) {
  // Pretend it's hitting the network.
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      if (answer.toLowerCase() == 'istanbul') {
        resolve();
      } else {
        reject(new Error('Good guess but a wrong answer. Try again!'));
      }
    }, 1500);
  });
}

let form = document.getElementById('form');
let textarea = document.getElementById('textarea');
let button = document.getElementById('button');
let loadingMessage = document.getElementById('loading');
let errorMessage = document.getElementById('error');
let successMessage = document.getElementById('success');
form.onsubmit = handleFormSubmit;
textarea.oninput = handleTextareaChange;

对于独立系统来说，命令式地控制用户界面的效果也不错，但是当处于更加复杂的系统中时，这会造成管理的困难程度指数级地增长。如同示例一样，想象一下，当你想更新这样一个包含着不同表单的页面时，你想要添加一个新 UI 元素或一个新的交互，为了保证不会因此产生新的 bug（例如忘记去显示或隐藏一些东西），你必须十分小心地去检查所有已经写好的代码。

React 正是为了解决这样的问题而诞生的。

在 React 中，你不必直接去操作 UI —— 你不必直接启用、关闭、显示或隐藏组件。相反，你只需要 声明你想要显示的内容， React 就会通过计算得出该如何去更新 UI。想象一下，当你上了一辆出租车并且告诉司机你想去哪，而不是事无巨细地告诉他该如何走。将你带到目的地是司机的工作，他们甚至可能知道一些你没有想过并且不知道的捷径！

React 开着车，一个乘客想要去地图上的一个特定的地方。React 会思考如何带你到目的地。

Rachel Lee Nabors 绘图

声明式地考虑 UI

你已经从上面的例子看到如何去实现一个表单了，为了更好地理解如何在 React 中思考，接下来你将会学到如何用 React 重新实现这个 UI：

  1. 定位你的组件中不同的视图状态
  2. 确定是什么触发了这些 state 的改变
  3. 表示内存中的 state（需要使用 useState）
  4. 删除任何不必要的 state 变量
  5. 连接事件处理函数去设置 state

步骤 1：定位组件中不同的视图状态

在计算机科学中，你或许听过可处于多种“状态”之一的 “状态机”。如果你有与设计师一起工作，那么你可能已经见过不同“视图状态”的模拟图。正因为 React 站在设计与计算机科学的交点上，因此这两种思想都是灵感的来源。

首先，你需要去可视化 UI 界面中用户可能看到的所有不同的“状态”：

  • 无数据：表单有一个不可用状态的“提交”按钮。
  • 输入中：表单有一个可用状态的“提交”按钮。
  • 提交中：表单完全处于不可用状态，加载动画出现。
  • 成功时：显示“成功”的消息而非表单。
  • 错误时：与输入状态类似，但会多错误的消息。

像一个设计师一样，你会想要在你添加逻辑之前去“模拟”不同的状态或创建“模拟状态”。例如下面的例子，这是一个对表单可视部分的模拟。这个模拟被一个 status 的属性控制，并且这个属性的默认值为 empty。

export default function Form({
  status = 'empty'
}) {
  if (status === 'success') {
    return <h1>That's right!</h1>
  }
  return (
    <>
      <h2>City quiz</h2>
      <p>
        In which city is there a billboard that turns air into drinkable water?
      </p>
      <form>
        <textarea />
        <br />
        <button>
          Submit
        </button>
      </form>
    </>
  )
}

你可以随意命名这个属性，名字并不重要。试着将 status = 'empty' 改为 status = 'success'，然后你就会看到成功的信息出现。模拟可以让你在书写逻辑前快速迭代 UI。这是同一组件的一个更加充实的原型，仍然由 status 属性“控制”：

export default function Form({
  // Try 'submitting', 'error', 'success':
  status = 'empty'
}) {
  if (status === 'success') {
    return <h1>That's right!</h1>
  }
  return (
    <>
      <h2>City quiz</h2>
      <p>
        In which city is there a billboard that turns air into drinkable water?
      </p>
      <form>
        <textarea disabled={
          status === 'submitting'
        } />
        <br />
        <button disabled={
          status === 'empty' ||
          status === 'submitting'
        }>
          Submit
        </button>
        {status === 'error' &&
          <p className="Error">
            Good guess but a wrong answer. Try again!
          </p>
        }
      </form>
      </>
  );
}
深入探讨

同时展示大量的视图状态

如果一个组件有多个视图状态，你可以很方便地将它们展示在一个页面中：

import Form from './Form.js';

let statuses = [
  'empty',
  'typing',
  'submitting',
  'success',
  'error',
];

export default function App() {
  return (
    <>
      {statuses.map(status => (
        <section key={status}>
          <h4>Form ({status}):</h4>
          <Form status={status} />
        </section>
      ))}
    </>
  );
}

类似这样的页面通常被称作“living styleguide”或“storybook”。

步骤 2：确定是什么触发了这些状态的改变

你可以触发 state 的更新来响应两种输入：

  • 人为输入。比如点击按钮、在表单中输入内容，或导航到链接。
  • 计算机输入。比如网络请求得到反馈、定时器被触发，或加载一张图片。
一个手指。
人为输入
许多的 0 和 1。
计算机输入

Rachel Lee Nabors 绘图

以上两种情况中，你必须设置 state 变量 去更新 UI。对于正在开发中的表单来说，你需要改变 state 以响应几个不同的输入：

  • 改变输入框中的文本时（人为）应该根据输入框的内容是否是空值，从而决定将表单的状态从空值状态切换到输入中或切换回原状态。
  • 点击提交按钮时（人为）应该将表单的状态切换到提交中的状态。
  • 网络请求成功后（计算机）应该将表单的状态切换到成功的状态。
  • 网络请求失败后（计算机）应该将表单的状态切换到失败的状态，与此同时，显示错误信息。

注意

注意，人为输入通常需要 事件处理函数！

为了可视化这个流程，请尝试在纸上画出圆形标签以表示每个状态，两个状态之间的改变用箭头表示。你可以像这样画出很多流程并且在写代码前解决许多 bug。

流程图从左到右共有 5 个节点。第一个 'empty' 节点通过 'start typing' 分支与 'typing' 节点相连。'typing' 节点则通过 'press submit' 分支与拥有两个分支的 'submitting' 节点相连。其中 'submitting' 节点左侧通过 'network error' 分支与 'error' 节点相连，而右侧则是通过 'network success' 分支与 'success' 节点相连。
流程图从左到右共有 5 个节点。第一个 'empty' 节点通过 'start typing' 分支与 'typing' 节点相连。'typing' 节点则通过 'press submit' 分支与拥有两个分支的 'submitting' 节点相连。其中 'submitting' 节点左侧通过 'network error' 分支与 'error' 节点相连，而右侧则是通过 'network success' 分支与 'success' 节点相连。

表单的各种状态

步骤 3：通过 useState 表示内存中的 state

接下来你会需要在内存中通过 useState 表示组件中的视图状态。诀窍很简单：state 的每个部分都是“处于变化中的”，并且你需要让“变化的部分”尽可能的少。更复杂的程序会产生更多 bug！

先从绝对必须存在的状态开始。例如，你需要存储输入的 answer 以及用于存储最后一个错误的 error （如果存在的话）：

const [answer, setAnswer] = useState('');
const [error, setError] = useState(null);

接下来，你需要一个状态变量来代表你想要显示的那个可视状态。通常有多种方式在内存中表示它，因此你需要进行实验。

如果你很难立即想出最好的办法，那就先从添加足够多的 state 开始，确保所有可能的视图状态都囊括其中：

const [isEmpty, setIsEmpty] = useState(true);
const [isTyping, setIsTyping] = useState(false);
const [isSubmitting, setIsSubmitting] = useState(false);
const [isSuccess, setIsSuccess] = useState(false);
const [isError, setIsError] = useState(false);

你最初的想法或许不是最好的，但是没关系，重构 state 也是步骤中的一部分！

步骤 4：删除任何不必要的 state 变量

你会想要避免 state 内容中的重复，从而只需要关注那些必要的部分。花一点时间来重构你的 state 结构，会让你的组件更容易被理解，减少重复并且避免歧义。你的目的是防止出现在内存中的 state 不代表任何你希望用户看到的有效 UI 的情况。（比如你绝对不会想要在展示错误信息的同时禁用掉输入框，导致用户无法纠正错误！）

这有一些你可以问自己的， 关于 state 变量的问题：

  • 这个 state 是否会导致矛盾？例如，isTyping 与 isSubmitting 的状态不能同时为 true。矛盾的产生通常说明了这个 state 没有足够的约束条件。两个布尔值有四种可能的组合，但是只有三种对应有效的状态。为了将“不可能”的状态移除，你可以将 'typing'、'submitting' 以及 'success' 这三个中的其中一个与 status 结合。
  • 相同的信息是否已经在另一个 state 变量中存在？另一个矛盾：isEmpty 和 isTyping 不能同时为 true。通过使它们成为独立的 state 变量，可能会导致它们不同步并导致 bug。幸运的是，你可以移除 isEmpty 转而用 message.length === 0。
  • 你是否可以通过另一个 state 变量的相反值得到相同的信息？isError 是多余的，因为你可以检查 error !== null。

在清理之后，你只剩下 3 个（从原本的 7 个！）必要的 state 变量：

const [answer, setAnswer] = useState('');
const [error, setError] = useState(null);
const [status, setStatus] = useState('typing'); // 'typing', 'submitting', or 'success'

正是因为你不能在不破坏功能的情况下删除其中任何一个状态变量，因此你可以确定这些都是必要的。

深入探讨

通过 reducer 来减少“不可能” state

尽管这三个变量对于表示这个表单的状态来说已经足够好了，仍然是有一些中间状态并不是完全有意义的。例如一个非空的 error 当 status 的值为 success 时没有意义。为了更精确地模块化状态，你可以 将状态提取到一个 reducer 中。Reducer 可以让您合并多个状态变量到一个对象中并巩固所有相关的逻辑！

步骤 5：连接事件处理函数以设置 state

最后，创建事件处理函数去设置 state 变量。下面是绑定好事件的最终表单：

import { useState } from 'react';

export default function Form() {
  const [answer, setAnswer] = useState('');
  const [error, setError] = useState(null);
  const [status, setStatus] = useState('typing');

  if (status === 'success') {
    return <h1>That's right!</h1>
  }

  async function handleSubmit(e) {
    e.preventDefault();
    setStatus('submitting');
    try {
      await submitForm(answer);
      setStatus('success');
    } catch (err) {
      setStatus('typing');
      setError(err);
    }
  }

  function handleTextareaChange(e) {
    setAnswer(e.target.value);
  }

  return (
    <>
      <h2>City quiz</h2>
      <p>
        In which city is there a billboard that turns air into drinkable water?
      </p>
      <form onSubmit={handleSubmit}>
        <textarea
          value={answer}
          onChange={handleTextareaChange}
          disabled={status === 'submitting'}
        />
        <br />
        <button disabled={
          answer.length === 0 ||
          status === 'submitting'
        }>
          Submit
        </button>
        {error !== null &&
          <p className="Error">
            {error.message}
          </p>
        }
      </form>
    </>
  );
}

function submitForm(answer) {
  // Pretend it's hitting the network.
  return new Promise((resolve, reject) => {
    setTimeout(() => {
      let shouldError = answer.toLowerCase() !== 'lima'
      if (shouldError) {
        reject(new Error('Good guess but a wrong answer. Try again!'));
      } else {
        resolve();
      }
    }, 1500);
  });
}

尽管这些代码相对与最初的命令式的例子来说更长，但是却更加健壮。将所有的交互变为 state 的改变，可以让你避免之后引入新的视图状态后导致现有 state 被破坏。同时也使你在不必改变交互逻辑的情况下，更改每个状态对应的 UI。

摘要

  • 声明式编程意味着为每个视图状态声明 UI 而非细致地控制 UI（命令式）。
  • 当开发一个组件时：
    1. 写出你的组件中所有的视图状态。
    2. 确定是什么触发了这些 state 的改变。
    3. 通过 useState 模块化内存中的 state。
    4. 删除任何不必要的 state 变量。
    5. 连接事件处理函数去设置 state。

尝试一些挑战

第 1 个挑战 共 3 个挑战:
添加和删除一个 CSS class

尝试实现当点击图片时删除外部 <div> 的 CSS class background--active，并将 picture--active 的 CSS class 添加到 <img> 上。当再次点击背景图片时将恢复最开始的 CSS class。

视觉上，你应该期望当点击图片时会移除紫色的背景，并且高亮图片的边框。点击图片外面时高亮背景并且删除图片边框的高亮效果。

export default function Picture() {
  return (
    <div className="background background--active">
      <img
        className="picture"
        alt="Rainbow houses in Kampung Pelangi, Indonesia"
        src="https://i.imgur.com/5qwVYb1.jpeg"
      />
    </div>
  );
}
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