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行为型设计模式-状态（state）模式

article 2024/9/25 19:16:02

设计模式汇总：查看

通俗示例

想象一下你正在使用一个网上银行系统进行转账操作。这个转账操作可能有好几个步骤，比如：输入转账金额、输入收款人信息、确认转账信息、转账中、转账成功或转账失败。每一步都有不同的操作和显示信息。在这个情况下，转账操作就像一个状态机，它有多个状态，并且每个状态都有不同的行为和转换条件。例如，只有在输入正确的金额和收款人信息后，你才能从“输入转账金额”状态转换到“确认转账信息”状态。状态模式就是用来实现这种状态机逻辑的设计模式。

通俗解释

状态模式是一种行为型设计模式，它允许对象在内部状态改变时改变其行为。状态模式把对象的状态封装到单独的状态类中，每个状态类都实现了对象在该状态下的行为和状态转换逻辑。这样，当对象的状态改变时，其行为也会随着当前状态的改变而改变。

状态模式的组成包括以下几部分：

上下文（Context）：维护当前状态对象，并提供方法来改变状态。
状态（State）接口：定义所有可能的状态和行为。
具体状态（Concrete State）类：实现状态接口，定义了对象在特定状态下的行为和状态转换逻辑。

状态模式的优点

封装性：每个状态相关的行为都被封装在一个单独的类中，易于理解和维护。
可扩展性：容易添加新的状态和转换，只需要增加新的具体状态类。
灵活性：状态之间的转换可以是复杂的，状态模式可以轻松处理这些复杂逻辑。

Python代码示例

以下是一个状态模式的简单实现：

# 状态接口
class State:
    def handle(self, context):
        pass

# 具体状态类
class ConcreteStateA(State):
    def handle(self, context):
        print("Handle request in state A.")
        context.set_state(ConcreteStateB())

class ConcreteStateB(State):
    def handle(self, context):
        print("Handle request in state B.")
        context.set_state(ConcreteStateA())

# 上下文类
class Context:
    def __init__(self):
        self._state = ConcreteStateA()
    
    def set_state(self, state):
        self._state = state
    
    def request(self):
        self._state.handle(self)

# 客户端代码
if __name__ == "__main__":
    context = Context()
    
    # 不断发送请求，状态在A和B之间切换
    for _ in range(5):
        context.request()

在这个例子中，State是状态接口，ConcreteStateA和ConcreteStateB是具体状态类，它们实现了handle方法，这个方法中包含了处理请求的逻辑以及状态转换的逻辑。Context是上下文类，它维护当前状态，并在request方法中委托给当前状态对象的handle方法来处理请求。客户端代码创建了一个Context对象，并多次调用request方法，可以看到状态在ConcreteStateA和ConcreteStateB之间切换。