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。狀態又牽扯著什么呢?房屋的狀態暫且可以分為出租、簽訂合同、退房。那么出租對應的是什么呢?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

  在軟件系統中,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。那么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于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、狀態模式代碼示例

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:定義接口、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么一個案例,租房然后簽訂合同。合同半年內退房無押金。租房時間達到半年退房可得押金。我們看下代碼實現吧:

 

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>
    /// 抽象狀態接口
    /// </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)
        {
             
            
            //后期辦理退房手續
            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)
        {
            //初始化房源信息
            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();

            //時間大于半年可退押金
            statePatterns[0].Time = 7;
            environmental.Show();


        }
    }
}

  在上面的代碼運行之后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同出租之后。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代碼進行修改。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復雜,使用不當容易造成代碼混亂及難理解。

總結

  狀態模式到這里介紹完了,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。

  C#設計模式系列目錄

     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!

  

posted @ 2019-10-14 09:20 小世界的野孩子 閱讀(...) 評論(...) 編輯 收藏
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