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通俗易懂設計模式決議——狀態模式

2020-09-15 00:42:16 軟體設計

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,那么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于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體、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:實作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,我們看下代碼實作吧:

 

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($"{environmental._statePattern.Name}房屋正在出租!");                Console.WriteLine("如果覺得可以的話就簽訂租房合同!");                 environmental.SetState(new LeaseedState());                environmental.Show();            }        }    }     /// <summary>    /// 簽訂合同狀態    /// </summary>    public class LeaseedState : State    {        public void Handle(Environmental environmental)        {                                     //后期辦理退房手續            if (environmental._statePattern.State == HouseState.Lease)            {                Console.WriteLine($"{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物件內部發送了改變,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、條件或分支陳述句的替代者,

二、優點

1、封裝了狀態及行為的轉換規則,

2、在撰寫錢列舉出可能的狀態,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,擴展性好,

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作都比較復雜,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,物件看起來好像改變了它的類一樣,抓住重點實作,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陳述句條件,


     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!

  

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