设计模式21——行为型模式之状态模式

定义：状态模式(State Pattern)，允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类。

类型：对象行为型模式

概述：

         一个对象有一个状态，那么每一个状态又对应一些相应的行为。如果这个对象有很多状态，那么就要对应非常多的行为。那么对这些状态的判断以及根据状态完成相应的行为，会非常复杂。并且如果想添加一种新的状态时，需要修改很多的现有代码。这也是有违开闭原则的。状态模式正是在这样一种情况下提出来的。

        状态模式将每种状态对应的行为抽象出来成为单独的新的对象，这样将状态转换显式化了。状态的变换不再依赖于Context内部的行为了。另外，将状态及行为提出来能够大为降低Context对象的复杂度。另外如果一个State对应多个Context时，State还可以被多个Context对象共享。

        状态，我们立马会提出，今天状态不好，做什么都没劲；又或者是今天状态很好，做事得劲，饭也吃得多。那么我们就以一个人不同时刻的状态为例来讲解状态模式。

类图：

参与者：

1. Human，也即Context通过抽象接口来调用状态对象的具体实现。

2. State，封装了与Human相关行为的接口。

3. Happy，Sad，具体实现了与相应状态下的行为。

示例代码：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace Pattern21
{
    //抽象状态
    public abstract class State
    {
        public abstract void Eat();
        public abstract void Walk();
    }

    // 高兴时的状态
    public class Happy : State
    {
        public override void Eat()
        {
            human.Eat();
            Console.WriteLine("很多!");
        }

        public override void Walk()
        {
            human.Walk();
            Console.WriteLine("手舞足蹈的!");
        }

        public void Attach(Human _human)
        {
            human = _human;
        }

        private Human human;
    }

    // 伤心时的状态
    public class Sad : State
    {
        public override void Eat()
        {
            human.Eat();
            Console.WriteLine("很少!");
        }

        public override void Walk()
        {
            human.Walk();
            Console.WriteLine("无精打采的!");
        }

        public void Attach(Human _human)
        {
            human = _human;
        }

        private Human human;
    }


    // 一个人
    public class Human
    {
        private State current;

        public void SetState(State s)
        {
            current = s;
        }

        public void Eat()
        {
            Console.Write("吃了");
        }

        public void Walk()
        {
            Console.Write("走起路来");
        }

        public void Show()
        {
            current.Eat();
            current.Walk();
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 定义一个有很多状态的对象
            Human human = new Human();

            // 定义一个高兴的状态
            Happy hState = new Happy();
            hState.Attach(human);
            human.SetState(hState);
            human.Show();

            // 定义一个伤心的状态
            Sad sad = new Sad();
            sad.Attach(human);
            human.SetState(sad);
            human.Show();

            // 还可以添加生病的状态,只需要添加新的类而不需要修改Human类
            // ......

            Console.Read();
        }
    }
}

适用性：

1. 一个对象的行为取决于它的状态,并且它必须在运行时刻根据状态改变它的行为。
2. 一个操作中含有庞大的多分支的条件语句，且这些分支依赖于该对象的状态。

优缺点：

1. 优点，将状态判断的逻辑移到类外面，方便通过添加新类来添加新的状态。
2. 缺点，如果状态非常多，会导致有非常多的状态类，加大开销。

参考资料：

1. 《设计模式——可复用面向对象软件基础》
2. 《大话设计模式》