通俗易懂設計模式解析——狀態模式
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、簽訂合同、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。那麼如何避免物件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物件，這樣狀態的變化不再依賴於物件內部的行為正解決了此問題。
二、意圖
允許物件在內部狀態發生改變時改變它的行為，物件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例項、給出當前狀態及呼叫方法。
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，租房然後簽訂合同。合同半年內退房無押金。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>
/// 房屋物件類
/// </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>
/// 房屋出租狀態列舉
/// </summary>
public enum HouseState
{
[Description("出租")]
Lease =1,
[Description("簽訂合同")]
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>
/// 獲取房屋物件
/// </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($"{environmental._statePattern.Name}房屋正在出租!");
Console.WriteLine("如果覺得可以的話就簽訂租房合同!");
environmental.SetState(new LeaseedState());
environmental.Show();
}
}
}
/// <summary>
/// 簽訂合同狀態
/// </summary>
public class LeaseedState : State
{
public void Handle(Environmental environmental)
{
//後期辦理退房手續
if (environmental._statePattern.State == HouseState.Lease)
{
Console.WriteLine($"{environmental._statePattern.Name}簽訂租房合同!");
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();
}
}
}在上面的程式碼執行之後房屋一的狀態在其物件內部發送了改變，從而行為也傳送了變化。剛開始的正在出租改變成了簽訂合同出租之後。行為變化也從簽訂合同轉變成了退房操作。
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物件的行為。擴充套件性好。
4、可以多個環境一起共享一個狀態物件，減少了物件個數。
三、缺點
1、狀態模式會增加系統類和物件的個數
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。物件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物件放在一起。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。
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