定義與特點
結構與實作
- 模式的結構
- 模式的實作
應用場景
擴展：引入享元模式

在軟體開發程序中，應用程式中的有些物件可能會根據不同的情況做出不同的行為，我們把這種物件稱為有狀態的物件，而把影響物件行為的一個或多個動態變化的屬性稱為狀態，當有狀態的物件與外部事件產生互動時，其內部狀態會發生改變，從而使得其行為也隨之發生改變，

對這種有狀態的物件編程，傳統的解決方案是：將這些所有可能發生的情況全都考慮到，然后使用 if-else 陳述句來做狀態判斷，再進行不同情況的處理，但當物件的狀態很多時，程式會變得很復雜，而且增加新的狀態要添加新的 if-else 陳述句，這違背了“開閉原則”，不利于程式的擴展，

以上問題如果采用“狀態模式”就能很好地得到解決，狀態模式的解決思想是：當控制一個物件狀態轉換的條件運算式過于復雜時，把相關“判斷邏輯”提取出來，放到一系列的狀態類當中，這樣可以把原來復雜的邏輯判斷簡單化，

定義與特點

狀態（State）模式的定義：對有狀態的物件，把復雜的“判斷邏輯”提取到不同的狀態物件中，允許狀態物件在其內部狀態發生改變時改變其行為，

狀態模式是一種物件行為型模式，其主要優點如下：

狀態模式將與特定狀態相關的行為區域化到一個狀態中，并且將不同狀態的行為分割開來，滿足“單一職責原則”，
減少物件間的相互依賴，將不同的狀態引入獨立的物件中會使得狀態轉換變得更加明確，且減少物件間的相互依賴，
有利于程式的擴展，通過定義新的子類很容易地增加新的狀態和轉換，

狀態模式的主要缺點如下：

狀態模式的使用必然會增加系統的類與物件的個數，
狀態模式的結構與實作都較為復雜，如果使用不當會導致程式結構和代碼的混亂，

結構與實作

狀態模式把受環境改變的物件行為包裝在不同的狀態物件里，其意圖是讓一個物件在其內部狀態改變的時候，其行為也隨之改變，

模式的結構

狀態模式包含以下主要角色：

環境（Context）角色：也稱為背景關系，它定義了客戶感興趣的介面，維護一個當前狀態，并將與狀態相關的操作委托給當前狀態物件來處理，
抽象狀態（State）角色：定義一個介面，用以封裝環境物件中的特定狀態所對應的行為，
具體狀態（Concrete State）角色：實作抽象狀態所對應的行為，

其結構圖如圖所示：

模式的實作

狀態模式的實作代碼如下：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Context context=new Context();    //創建環境       
        context.Handle();    //處理請求
        context.Handle();
        context.Handle();
        context.Handle();
        Console.Read();        
    }
}

//環境類
public class Context
{
    private State state;
    //定義環境類的初始狀態
    public Context()
    {
        this.state=new ConcreteStateA();
    }
    //設定新狀態
    public void SetState(State state)
    {
        this.state=state;
    }
    //讀取狀態
    public State GetState()
    {
        return(state);
    }
    //對請求做處理
    public void Handle()
    {
        state.Handle(this);
    }
}

//抽象狀態類
public abstract class State
{
    public abstract void Handle(Context context);
}

//具體狀態A類
public class ConcreteStateA : State
{
    public override void Handle(Context context)
    {
        Console.WriteLine("當前狀態是 A.");
        context.SetState(new ConcreteStateB());
    }
}

//具體狀態B類
public class ConcreteStateB : State
{
    public override void Handle(Context context)
    {
        Console.WriteLine("當前狀態是 B.");
        context.SetState(new ConcreteStateA());
    }
}

程式運行結果如下：

當前狀態是 A.
當前狀態是 B.
當前狀態是 A.
當前狀態是 B.

應用場景

通常在以下情況下可以考慮使用狀態模式：

當一個物件的行為取決于它的狀態，并且它必須在運行時根據狀態改變它的行為時，就可以考慮使用狀態模式，
一個操作中含有龐大的分支結構，并且這些分支決定于物件的狀態時，

擴展：引入享元模式

在有些情況下，可能有多個環境物件需要共享一組狀態，這時需要引入享元模式，將這些具體狀態物件放在集合中供程式共享，其結構圖如圖所示：

分析：共享狀態模式的不同之處是在環境類中增加了一個 HashMap 來保存相關狀態，當需要某種狀態時可以從中獲取，其程式代碼如下：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        ShareContext context=new ShareContext(); //創建環境       
        context.Handle(); //處理請求
        context.Handle();
        context.Handle();
        context.Handle();
        Console.Read();        
    }
}

//享元環境類
public class ShareContext
{
    private ShareState state;
    private Dictionary<String, ShareState> stateDic=new Dictionary<String, ShareState>();
    public ShareContext()
    {
        state=new ConcreteState1();
        stateDic.Add("1", state);
        state=new ConcreteState2();
        stateDic.Add("2", state);
        state=GetState("1");
    }
    //設定新狀態
    public void SetState(ShareState state)
    {
        this.state=state;
    }
    //讀取狀態
    public ShareState GetState(String key)
    {
        ShareState s=stateDic[key];
        return s;
    }
    //對請求做處理
    public void Handle()
    {
        state.Handle(this);
    }
}

//抽象狀態類
public abstract class ShareState
{
    public abstract void Handle(ShareContext context);
}

//具體狀態1類
public class ConcreteState1 : ShareState
{
    public override void Handle(ShareContext context)
    {
        Console.WriteLine("當前狀態是： 狀態1");
        context.SetState(context.GetState("2"));
    }
}

//具體狀態2類
public class ConcreteState2 : ShareState
{
    public override void Handle(ShareContext context)
    {
        Console.WriteLine("當前狀態是： 狀態2");
        context.SetState(context.GetState("1"));
    }
}

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標籤：設計模式

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