【狀態模式】 State Pattern，statepattern
我們先設計一個場景，飲料自動售賣機，來設計一下它的出售流程。
流程圖中，我們可把這個過程看成幾個狀態： 投幣狀態，選擇飲料狀態，售出狀態，出售完畢狀態.
，有了這個四個狀態,我們設計一下界面（很粗略）：
在這裡我們只定義了三種飲料和一個投幣口，在設計接口和類之前，我們來看一下狀態模式的UML圖：
State接口定義了一個所有具體狀態的共同接口；任何狀態都實現這個相同的接口,這樣一來，狀態之間可以互相代替.
ConcreteState（具體狀態）處理來自Context請求。每一個ConcreteState都提供了它自己對於請求的實現。所以，當Context改變狀態時行為也跟著改變。
Context(上下文)是一個類，它可以擁有一些內部狀態。
根據成熟的狀態模式UML圖，我們來設計我們自己的UML類圖：
直接上代碼（可能和UML圖有些出入，多了些參數，圖主要是搭出一個架構來）
實體類：
![]()
public class SoftDrink
{
public string Name { get; set; }
public int Price { get; set; }
public int Count { get; set; }
private SoftdrinkMachineContext _context = new SoftdrinkMachineContext();
public SoftdrinkMachineContext Context
{
get { return _context; }
}
}
View Code
創建獲取某種飲料的工廠：
![]()
public class SoftDrinkFactory
{
public static SoftDrink GetSoftDrink(string softDrinkName)
{
SoftDrink softDrink = SoftDrinkRepository.SoftDrinks.SingleOrDefault(s => s.Name.Equals(softDrinkName));
if (softDrink == null)
throw new ArgumentException(string.Format("沒有該飲料:{0}", softDrinkName));
return softDrink;
}
}
View Code
飲料的存儲庫
![]()
public class SoftDrinkRepository
{
static SoftDrinkRepository()
{
SoftDrinks = new List<SoftDrink>();
AddSoftDrink(new SoftDrink { Name = "可樂", Count = 5, Price = 3 });
AddSoftDrink(new SoftDrink { Name = "果粒橙", Count = 1, Price = 3 });
AddSoftDrink(new SoftDrink { Name = "咖啡", Count = 5, Price = 3 });
}
public static List<SoftDrink> SoftDrinks { get; private set; }
public static void AddSoftDrink(SoftDrink softDrink)
{
if (SoftDrinks.Any(s => s.Name.Equals(softDrink.Name)))
{
SoftDrink needtobeAddedSoftdrink = SoftDrinks.Single(s => s.Name.Equals(softDrink.Name));
needtobeAddedSoftdrink.Price = softDrink.Price;
needtobeAddedSoftdrink.Count = softDrink.Count;
}
SoftDrinks.Add(softDrink);
}
}
View Code
這裡存錢的地方，相當於一個銀行，用的是靜態
![]()
public class Constants
{
public static int StoredMoney { get; set; }
}
View Code
接口：
![]()
public interface ISoftdrinkState
{
void InsertQuarter();
void SelectSoftdrink(SoftDrink softDrink);
void Dispense(SoftDrink softDrink);
void SoldOut();
}
View Code
這裡的四個實現類代表四種狀態，整個狀態切換由內部自動完成.
![]()
public abstract class AbstractSoftdrinkMacheState : ISoftdrinkState
{
protected SoftdrinkMachineContext _softdrinkMachineContext;
protected AbstractSoftdrinkMacheState(SoftdrinkMachineContext softdrinkMachineContext)
{
_softdrinkMachineContext = softdrinkMachineContext;
}
public abstract void InsertQuarter();
public abstract void SelectSoftdrink(SoftDrink softDrink);
public abstract void Dispense(SoftDrink softDrink);
public abstract void SoldOut();
}
public class NoQuarterState : AbstractSoftdrinkMacheState
{
public NoQuarterState(SoftdrinkMachineContext softdrinkMachineContext)
: base(softdrinkMachineContext)
{
}
public override void InsertQuarter()
{
_softdrinkMachineContext.SetState(_softdrinkMachineContext.HasQuarterState);
}
public override void SelectSoftdrink(SoftDrink softDrink)
{
throw new InvalidOperationException("你需要先投幣");
}
public override void Dispense(SoftDrink softDrink)
{
throw new InvalidOperationException("你需要先投幣");
}
public override void SoldOut()
{
throw new InvalidOperationException("你需要先投幣");
}
}
public class HasQuarterState : AbstractSoftdrinkMacheState
{
public HasQuarterState(SoftdrinkMachineContext softdrinkMachineContext)
: base(softdrinkMachineContext)
{
}
public override void InsertQuarter()
{
}
public override void SelectSoftdrink(SoftDrink softDrink)
{
if (softDrink.Price > Constants.StoredMoney)
throw new InvalidOperationException("錢不夠,請重新選擇或補足");
_softdrinkMachineContext.SetState(_softdrinkMachineContext.SoldState);
}
public override void Dispense(SoftDrink softDrink)
{
throw new InvalidOperationException("你需要先選擇飲料");
}
public override void SoldOut()
{
throw new InvalidOperationException("你需要先選擇飲料");
}
}
public class SoldState : AbstractSoftdrinkMacheState
{
public SoldState(SoftdrinkMachineContext softdrinkMachineContext)
: base(softdrinkMachineContext)
{
}
public override void InsertQuarter()
{
throw new InvalidOperationException("請點擊選擇完畢按");
}
public override void SelectSoftdrink(SoftDrink softDrink)
{
throw new InvalidOperationException("請點擊選擇完畢按");
}
public override void Dispense(SoftDrink softDrink)
{
softDrink.Count--;
Constants.StoredMoney -= softDrink.Price;
_softdrinkMachineContext.SetState(softDrink.Count > 0
? _softdrinkMachineContext.NoQuarterState
: _softdrinkMachineContext.SoldOutState);
}
public override void SoldOut()
{
throw new InvalidOperationException("請點擊選擇完畢按");
}
}
public class SoldOutState : AbstractSoftdrinkMacheState
{
public SoldOutState(SoftdrinkMachineContext softdrinkMachineContext)
: base(softdrinkMachineContext)
{
}
public override void InsertQuarter()
{
}
public override void SelectSoftdrink(SoftDrink softDrink)
{
throw new InvalidOperationException("已經售完");
}
public override void Dispense(SoftDrink softDrink)
{
throw new InvalidOperationException("已經售完");
}
public override void SoldOut()
{
throw new InvalidOperationException("已經售完");
}
}
View Code
上下文Context
![]()
public class SoftdrinkMachineContext
{
private ISoftdrinkState _state;
public SoftdrinkMachineContext()
{
NoQuarterState = new NoQuarterState(this);
SoldOutState = new SoldOutState(this);
HasQuarterState = new HasQuarterState(this);
SoldState = new SoldState(this);
_state = NoQuarterState;
}
public ISoftdrinkState SoldOutState { get; private set; }
public ISoftdrinkState NoQuarterState { get; private set; }
public ISoftdrinkState HasQuarterState { get; private set; }
public ISoftdrinkState SoldState { get; private set; }
public void InsertQuarter()
{
_state.InsertQuarter();
}
public void SelectSoftdrink(SoftDrink softDrink)
{
_state.SelectSoftdrink(softDrink);
}
public void Dispense(SoftDrink softDrink)
{
_state.Dispense(softDrink);
}
public void SoldOut()
{
_state.SoldOut();
}
public void SetState(ISoftdrinkState state)
{
_state = state;
}
}
View Code
Form窗口類
![]()
public partial class Form1 : Form
{
private SoftDrink _currSoftDrink;
public Form1()
{
InitializeComponent();
}
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
ActionWithAlertingErrorInfo(() =>
{
_currSoftDrink.Context.Dispense(_currSoftDrink);
MessageBox.Show(string.Format("退出{0}錢", Constants.StoredMoney));
Constants.StoredMoney = 0;
});
}
private void btnInputMoney_Click(object sender, EventArgs e)
{
var money = 0;
if (int.TryParse(txtMoneyInput.Text, out money))
{
Constants.StoredMoney += money;
ActionWithAlertingErrorInfo(() => SoftDrinkRepository.SoftDrinks.ForEach(c => c.Context.InsertQuarter()));
}
}
private void btnCoke_Click(object sender, EventArgs e)
{
var btn = sender as Button;
var index = btn.Text.IndexOf("(", StringComparison.Ordinal);
var softDrinkName = btn.Text.Substring(0, index);
_currSoftDrink = SoftDrinkFactory.GetSoftDrink(softDrinkName);
ActionWithAlertingErrorInfo(() => _currSoftDrink.Context.SelectSoftdrink(_currSoftDrink));
}
public void ActionWithAlertingErrorInfo(Action action)
{
try
{
action.Invoke();
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show(ex.Message);
}
}
View Code
這裡加入了一個Softdrink類，因為由於每一種飲料都有自己的狀態，所以對每個飲料都要有一個上下文的類。
後記：
最近一個朋友告訴我，她怎麼都覺得策略模式和狀態模式是一樣，既然名字不一樣，功能肯定不一樣，該去怎麼區分。
策略模式和狀態模式可以說是同胞兄弟，但是本質還是有些區別.
策略模式->定義算法族，分別封裝起來，讓它們之間可以互相替換（手動），此模式讓算法的變化獨立於使用算法的客戶。
狀態模式->允許對象在內部狀態改變時改變它的行為（自動），對象看來好像修改了它的類。
也就是說，狀態模式利用許多不同的狀態對象，當Context對象隨著時間而改變裝，而任何的狀態改變都是定義好的。換句話說，“改變行為”這件事是建立在我狀態模式自己方案中的，而策略模式並沒有一組狀態標記，而更多由調用者去使用。
State Pattern是干什用的呀
是面向對象的設計模式之一:狀態模式
參見如下:
一、狀態模式簡介（Brief Introduction）
狀態模式（State Pattern），當一個對象的內在狀態改變時允許改變其行為，這個對象看起來像是改變了其類。
二、解決的問題（What To Solve）
狀態模式主要解決的是當控制一個對象狀態裝換的條件表達式過於復雜時的情況。把狀態的判斷邏輯轉移到表示不同狀態的一系列類中，可以把復雜的判斷邏輯簡單化。
當一個對象行為取決於它的狀態，並且它必須在運行時刻根據狀態改變它的行為時，就可以考慮使用狀態模式了。
三、狀態模式分析（Analysis）
1、狀態模式結構
Context類：維護一個ConcreteState子類的一個實例，這個實例定義當前的狀態。
State類：抽象狀態類，定義一個接口以封裝與Context的一個特定狀態相關的行為。
ConcreteStateA,ConcreteStateB,ConcreteStateC類：具體狀態類，每一個子類實現一個與Context的一個狀態相關的行為。
java 23種設計模式
設計模式主要分三個類型:創建型、結構型和行為型。
其中創建型有：
一、Singleton，單例模式：保證一個類只有一個實例，並提供一個訪問它的全局訪問點
二、Abstract Factory，抽象工廠：提供一個創建一系列相關或相互依賴對象的接口，而無須指定它們的具體類。
三、Factory Method，工廠方法：定義一個用於創建對象的接口，讓子類決定實例化哪一個類，Factory Method使一個類的實例化延遲到了子類。
四、Builder，建造模式：將一個復雜對象的構建與他的表示相分離，使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。
五、Prototype，原型模式：用原型實例指定創建對象的種類，並且通過拷貝這些原型來創建新的對象。
行為型有：
六、Iterator，迭代器模式：提供一個方法順序訪問一個聚合對象的各個元素，而又不需要暴露該對象的內部表示。
七、Observer，觀察者模式：定義對象間一對多的依賴關系，當一個對象的狀態發生改變時，所有依賴於它的對象都得到通知自動更新。
八、Template Method，模板方法：定義一個操作中的算法的骨架，而將一些步驟延遲到子類中，TemplateMethod使得子類可以不改變一個算法的結構即可以重定義該算法得某些特定步驟。
九、Command，命令模式：將一個請求封裝為一個對象，從而使你可以用不同的請求對客戶進行參數化，對請求排隊和記錄請求日志，以及支持可撤銷的操作。
十、State，狀態模式：允許對象在其內部狀態改變時改變他的行為。對象看起來似乎改變了他的類。
十一、Strategy，策略模式：定義一系列的算法，把他們一個個封裝起來，並使他們可以互相替換，本模式使得算法可以獨立於使用它們的客戶。
十二、China of Responsibility，職責鏈模式：使多個對象都有機會處理請求，從而避免請求的送發者和接收者之間的耦合關系
十三、Mediator，中介者模式：用一個中介對象封裝一些列的對象交互。
十四、Visitor，訪問者模式：表示一個作用於某對象結構中的各元素的操作，它使你可以在不改變各元素類的前提下定義作用於這個元素的新操作。
十五、Interpreter，解釋器模式：給定一個語言，定義他的文法的一個表示，並定義一個解釋器，這個解釋器使用該表示來解釋語言中的句子。
十六、Memento，備忘錄模式：在不破壞對象的前提下，捕獲一個對象的內部狀態，並在該對象之外保存這個狀態。
結構型有：
十七、Composite，組合模式：將對象組合成樹形結構以表示部分整體的關系，Composite使得用戶對單個對象和組合對象的使用具有一致性。
十八、Facade，外觀模式：為子系統中的一組接口提供一致的界面，fa?ade提供了一高層接口，這個接口使得子系統更容易使用。
十九、Proxy，代理模式：為其他對象提供一種代理以控制對這個對象的訪問
二十、Adapter,適配器模式：將一類的接口轉換成客戶希望的另外一個接口，Adapter模式使得原本由於接口不兼容而不能一起工作那些類可以一起工作。
二十一、Decrator，裝飾模式：動態地給一個對象增加一些額外的職責，就增加的功能來說，Decorator模式相比生成子類更加靈活。
二十二、Bridge，橋模式：將抽象部分與它的實現部分......余下全文>>
