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设计模式手册之状态模式

2023-01-31 08:18

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1. 什么是“状态模式”？

状态模式：对象行为是基于状态来改变的。

内部的状态转化，导致了行为表现形式不同。
所以，用户在外面看起来，好像是修改了行为。

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原文地址: 设计模式手册之状态模式

2. 优缺点

优点

封装了转化规则，对于大量分支语句，可以考虑使用状态类进一步封装。
每个状态都是确定的，所以对象行为是可控的。

缺点

状态模式的关键是将事物的状态都封装成单独的类，这个类的各种方法就是“此种状态对应的表现行为”。
因此，状态类会增加程序开销。

3. 代码实现

3.1 ES6 实现

在JavaScript中，可以直接用JSON对象来代替状态类。

下面代码展示的就是FSM（有限状态机）里面有3种状态：download、pause、deleted。
控制状态转化的代码也在其中。

DownLoad类就是，常说的Context对象，它的行为会随着状态的改变而改变。

const FSM = (() => {
  let currenState = "download";
  return {
    download: {
      click: () => {
        console.log("暂停下载");
        currenState = "pause";
      },
      del: () => {
        console.log("先暂停, 再删除");
      }
    },
    pause: {
      click: () => {
        console.log("继续下载");
        currenState = "download";
      },
      del: () => {
        console.log("删除任务");
        currenState = "deleted";
      }
    },
    deleted: {
      click: () => {
        console.log("任务已删除, 请重新开始");
      },
      del: () => {
        console.log("任务已删除");
      }
    },
    getState: () => currenState
  };
})();

class Download {
  constructor(fsm) {
    this.fsm = fsm;
  }

  handleClick() {
    const { fsm } = this;
    fsm[fsm.getState()].click();
  }

  hanldeDel() {
    const { fsm } = this;
    fsm[fsm.getState()].del();
  }
}

// 开始下载
let download = new Download(FSM);

download.handleClick(); // 暂停下载
download.handleClick(); // 继续下载
download.hanldeDel(); // 下载中，无法执行删除操作
download.handleClick(); // 暂停下载
download.hanldeDel(); // 删除任务

3.2 Python3 实现

python的代码采用的是“面向对象”的编程，没有过度使用函数式的闭包写法（python写起来也不难）。

因此，负责状态转化的类，专门拿出来单独封装。
其他3个状态类的状态，均由这个状态类来管理。

# 负责状态转化
class StateTransform:
  def __init__(self):
    self.__state = 'download'
    self.__states = ['download', 'pause', 'deleted']
  
  def change(self, to_state):
    if (not to_state) or (to_state not in self.__states) : 
      raise Exception('state is unvalid')
    self.__state = to_state

  def get_state(self):
    return self.__state

# 以下是三个状态类

class DownloadState: 
  def __init__(self, transfomer):
    self.__state = 'download'
    self.__transfomer = transfomer
  
  def click(self):
    print('暂停下载')
    self.__transfomer.change('pause')

  def delete(self):
    print('先暂停, 再删除')
  
class PauseState:
  def __init__(self, transfomer):
    self.__state = 'pause'
    self.__transfomer = transfomer
  
  def click(self):
    print('继续下载')
    self.__transfomer.change('download')

  def delete(self):
    print('删除任务')
    self.__transfomer.change('deleted')

class DeletedState:
  def __init__(self, transfomer):
    self.__state = 'deleted'
    self.__transfomer = transfomer
  
  def click(self):
    print('任务已删除, 请重新开始')

  def delete(self):
    print('任务已删除')

# 业务代码
class Download:
  def __init__(self):
    self.state_transformer = StateTransform()
    self.state_map = {
      'download': DownloadState(self.state_transformer),
      'pause': PauseState(self.state_transformer),
      'deleted': DeletedState(self.state_transformer)
    }

  def handle_click(self):
    state = self.state_transformer.get_state()
    self.state_map[state].click()
  
  def handle_del(self):
    state = self.state_transformer.get_state()
    self.state_map[state].delete()

if __name__ == '__main__':
  download = Download()
  download.handle_click(); # 暂停下载
  download.handle_click(); # 继续下载
  download.handle_del(); # 下载中，无法执行删除操作
  download.handle_click(); # 暂停下载
  download.handle_del(); # 删除任务