通俗易懂设计模式解析——状态模式

前言

　　今天我们讲的是状态模式【State Pattern】、这个名字咋一看不好理解，但是仔细一想还是比较容易的。状态模式重点关注的是状态。状态又牵扯着什么呢？房屋的状态暂且可以分为出租、签订合同、退房。那么出租对应的是什么呢？出租状态代表可以租房。可以租房是一个行为了。所以不难理解的是状态模式关注的是状态的改变与行为的变化。

状态模式介绍

一、来由

　　在软件系统中，经常状态的改变影响着行为的变化。例如房屋状态是出租既可以租房、出售既可以买卖房、不租售意味不可操作。那么如何避免对象操作和状态转换之间出现紧耦合呢？状态模式将每种状态对应的行为抽象出来成为单独新的对象，这样状态的变化不再依赖于对象内部的行为正解决了此问题。

二、意图

　　允许对象在内部状态发生改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它的类。

三、案例图

 

四、状态模式代码示例

我们看下案例图中主要三个部分：

环境角色：包含保留了一个具体状态的实例、给出当前状态及调用方法。

抽象状态：定义接口、封装一个状态相对应的行为方法。

具体状态：实现具体状态对应的的具体对应行为。

我们继续看这个房屋的案例，针对房屋我们整理这么一个案例，租房然后签订合同。合同半年内退房无押金。租房时间达到半年退房可得押金。我们看下代码实现吧:

namespace State_Pattern
{
    /// <summary>
    /// 房屋对象类
    /// </summary>
  public  class StatePattern
    {
        /// <summary>
        /// 房屋Id
        /// </summary>
        public int Id { get; set; }
        /// <summary>
        /// 房屋名称
        /// </summary>
        public string Name { get; set; }
        /// <summary>
        /// 租房时间/月
        /// </summary>
        public int Time { get; set; }
        /// <summary>
        /// 房屋状态
        /// </summary>
        public HouseState State { get; set; }
        /// <summary>
        /// 是否退押金
        /// </summary>
        public bool IsDeposit { get; set; }
    }

    /// <summary>
    /// 房屋出租状态枚举
    /// </summary>
    public enum HouseState 
    {
        [Description("出租")]
        Lease =1,
        [Description("签订合同")]
        Leaseed = 2,
        [Description("退房")]
        Deposit = 3, 
    }

    /// <summary>
    /// 环境角色
    /// </summary>
    public class Environmental
    {
        public State _state;

        /// <summary>
        /// 初始化房屋状态
        /// </summary>
        public Environmental()
        {
            this._state = new LeaseState();
        }

        public StatePattern _statePattern { get; set; }

        /// <summary>
        /// 获取房屋对象
        /// </summary>
        /// <param name="statePattern"></param>
        public void GetStatePattern(StatePattern statePattern,State state=null)
        {
            _statePattern = statePattern;
            if (state!=null)
            {
                _state =  state;
            }
        }

        /// <summary>
        /// 更改状态方法
        /// </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("无可操作房屋!");
            }
        }
    }

    /// <summary>
    /// 抽象状态接口
    /// </summary>
    public interface  State 
    {
        void Handle(Environmental environmental);
    }

    /// <summary>
    /// 出租状态
    /// </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("如果觉得可以的话就签订租房合同!"); 
                environmental.SetState(new LeaseedState());
                environmental.Show();
            }
        }
    } 

    /// <summary>
    /// 签订合同状态
    /// </summary>
    public class LeaseedState : State
    {
        public void Handle(Environmental environmental)
        {
             
            
            //后期办理退房手续
            if (environmental._statePattern.State == HouseState.Lease)
            {
                Console.WriteLine($"{environmental._statePattern.Name}签订租房合同!");
                environmental._statePattern.State = HouseState.Leaseed;
                environmental._statePattern.Time = 1;
                environmental.SetState(new DepositState());
                environmental.Show();
            }
        }
    }

 

    /// <summary>
    /// 退房有押金状态
    /// </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($"{environmental._statePattern.Name}如果现在退房的话是不能退押金的!");
                environmental._statePattern.IsDeposit = false;
            }
            else
                Console.WriteLine($"{environmental._statePattern.Name}如果现在退房的话是可以退押金的!");
            Console.WriteLine("考虑是否退房!");
        }
    }
}

namespace State_Pattern
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //初始化房源信息
            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();

            //时间大于半年可退押金
            statePatterns[0].Time = 7;
            environmental.Show();


        }
    }
}

　　在上面的代码运行之后房屋一的状态在其对象内部发送了改变，从而行为也发送了变化。刚开始的正在出租改变成了签订合同出租之后。行为变化也从签订合同转变成了退房操作。 

使用场景及优缺点

一、使用场景

1、行为随着状态改变而改变的场景。

2、条件或分支语句的替代者。

二、优点

1、封装了状态及行为的转换规则。

2、在编写钱枚举出可能的状态，确定状态的种类。

3、方便状态的增加。只需要改变状态即可改变对象的行为。扩展性好。

4、可以多个环境一起共享一个状态对象，减少了对象个数。

三、缺点

1、状态模式会增加系统类和对象的个数

2、对开闭原则不友好。增加状态需要对那些负责状态转换的代码进行修改。否则的话无法转换到最新的状态。

3、状态模式的结构和实现都比较复杂，使用不当容易造成代码混乱及难理解。

总结

　　状态模式到这里介绍完了，状态模式模式注重的状态在内部的改变自动改变其行为。对象看起来好像改变了它的类一样。抓住重点实现。第一个是状态的变化。第二个是状态变化引起的行为变化。第三个是在状态内部改变的。把状态的转换逻辑和状态对象放在一起。继而替换一个庞大的语句条件。

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 　　  时间抓起来说是金子，抓不住就是流水。

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