通俗易懂設計模式解析——狀態模式
- 2019 年 10 月 14 日
- 筆記
前言
今天我們講的是狀態模式【State Pattern】、這個名字咋一看不好理解，但是仔細一想還是比較容易的。狀態模式重點關注的是狀態。狀態又牽扯著什麼呢？房屋的狀態暫且可以分為出租、簽訂合約、退房。那麼出租對應的是什麼呢？出租狀態代表可以租房。可以租房是一個行為了。所以不難理解的是狀態模式關注的是狀態的改變與行為的變化。
狀態模式介紹
一、來由
在軟體系統中，經常狀態的改變影響著行為的變化。例如房屋狀態是出租既可以租房、出售既可以買賣房、不租售意味不可操作。那麼如何避免對象操作和狀態轉換之間出現緊耦合呢？狀態模式將每種狀態對應的行為抽象出來成為單獨新的對象，這樣狀態的變化不再依賴於對象內部的行為正解決了此問題。
二、意圖
允許對象在內部狀態發生改變時改變它的行為，對象看起來好像修改了它的類。
三、案例圖
四、狀態模式程式碼示例
我們看下案例圖中主要三個部分：
環境角色：包含保留了一個具體狀態的實例、給出當前狀態及調用方法。
抽象狀態：定義介面、封裝一個狀態相對應的行為方法。
具體狀態：實現具體狀態對應的的具體對應行為。
我們繼續看這個房屋的案例，針對房屋我們整理這麼一個案例，租房然後簽訂合約。合約半年內退房無押金。租房時間達到半年退房可得押金。我們看下程式碼實現吧:
namespace State_Pattern { /// <summary> /// 房屋對象類 /// </summary> public class StatePattern { /// <summary> /// 房屋Id /// </summary> public int Id { get; set; } /// <summary> /// 房屋名稱 /// </summary> public string Name { get; set; } /// <summary> /// 租房時間/月 /// </summary> public int Time { get; set; } /// <summary> /// 房屋狀態 /// </summary> public HouseState State { get; set; } /// <summary> /// 是否退押金 /// </summary> public bool IsDeposit { get; set; } } /// <summary> /// 房屋出租狀態枚舉 /// </summary> public enum HouseState { [Description("出租")] Lease =1, [Description("簽訂合約")] Leaseed = 2, [Description("退房")] Deposit = 3, } /// <summary> /// 環境角色 /// </summary> public class Environmental { public State _state; /// <summary> /// 初始化房屋狀態 /// </summary> public Environmental() { this._state = new LeaseState(); } public StatePattern _statePattern { get; set; } /// <summary> /// 獲取房屋對象 /// </summary> /// <param name="statePattern"></param> public void GetStatePattern(StatePattern statePattern,State state=null) { _statePattern = statePattern; if (state!=null) { _state = state; } } /// <summary> /// 更改狀態方法 /// </summary> /// <param name="state"></param> public void SetState(State state) { _state = state; } public void Show() { if (this._statePattern!=null) { _state.Handle(this); } else { Console.WriteLine("無可操作房屋!"); } } } /// <summary> /// 抽象狀態介面 /// </summary> public interface State { void Handle(Environmental environmental); } /// <summary> /// 出租狀態 /// </summary> public class LeaseState : State { public void Handle(Environmental environmental) { //房屋出租 if (environmental._statePattern.State==HouseState.Lease) { Console.WriteLine($"{environmental._statePattern.Name}房屋正在出租!"); Console.WriteLine("如果覺得可以的話就簽訂租房合約!"); environmental.SetState(new LeaseedState()); environmental.Show(); } } } /// <summary> /// 簽訂合約狀態 /// </summary> public class LeaseedState : State { public void Handle(Environmental environmental) { //後期辦理退房手續 if (environmental._statePattern.State == HouseState.Lease) { Console.WriteLine($"{environmental._statePattern.Name}簽訂租房合約!"); environmental._statePattern.State = HouseState.Leaseed; environmental._statePattern.Time = 1; environmental.SetState(new DepositState()); environmental.Show(); } } } /// <summary> /// 退房有押金狀態 /// </summary> public class DepositState : State { public void Handle(Environmental environmental) { environmental._statePattern.IsDeposit = true; if (environmental._statePattern.State == HouseState.Leaseed && environmental._statePattern.Time < 6) { Console.WriteLine($"{environmental._statePattern.Name}如果現在退房的話是不能退押金的!"); environmental._statePattern.IsDeposit = false; } else Console.WriteLine($"{environmental._statePattern.Name}如果現在退房的話是可以退押金的!"); Console.WriteLine("考慮是否退房!"); } } }
namespace State_Pattern { class Program { static void Main(string[] args) { //初始化房源資訊 List<StatePattern> statePatterns = new List<StatePattern>(); statePatterns.Add(new StatePattern {Id=1,Name="房屋一",State=HouseState.Lease }); Environmental environmental = new Environmental(); //房屋一出租 environmental.GetStatePattern(statePatterns.Where(x=>x.Id==1).FirstOrDefault()); environmental.Show(); //時間大於半年可退押金 statePatterns[0].Time = 7; environmental.Show(); } } }
在上面的程式碼運行之後房屋一的狀態在其對象內部發送了改變，從而行為也發送了變化。剛開始的正在出租改變成了簽訂合約出租之後。行為變化也從簽訂合約轉變成了退房操作。
使用場景及優缺點
一、使用場景
1、行為隨著狀態改變而改變的場景。
2、條件或分支語句的替代者。
二、優點
1、封裝了狀態及行為的轉換規則。
2、在編寫錢枚舉出可能的狀態，確定狀態的種類。
3、方便狀態的增加。只需要改變狀態即可改變對象的行為。擴展性好。
4、可以多個環境一起共享一個狀態對象，減少了對象個數。
三、缺點
1、狀態模式會增加系統類和對象的個數
2、對開閉原則不友好。增加狀態需要對那些負責狀態轉換的程式碼進行修改。否則的話無法轉換到最新的狀態。
3、狀態模式的結構和實現都比較複雜，使用不當容易造成程式碼混亂及難理解。
總結
狀態模式到這裡介紹完了，狀態模式模式注重的狀態在內部的改變自動改變其行為。對象看起來好像改變了它的類一樣。抓住重點實現。第一個是狀態的變化。第二個是狀態變化引起的行為變化。第三個是在狀態內部改變的。把狀態的轉換邏輯和狀態對象放在一起。繼而替換一個龐大的語句條件。
時間抓起來說是金子，抓不住就是流水。
歡迎大家掃描下方二維碼，和我一起踏上設計模式的闖關之路吧!
