Python設(shè)計模式中的狀態(tài)模式你了解嗎
狀態(tài)模式
狀態(tài)模式,當(dāng)對象的內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生了改變的時候,允許對象執(zhí)行不同的流程。

優(yōu)點:
- 封裝了狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則。
- 枚舉了可能的狀態(tài),在枚舉狀態(tài)之前需要確定狀態(tài)的種類。
- 將所有與某個狀態(tài)有關(guān)的行為放到一個類中,并且可以方便地增加新的狀態(tài),只需要改變對象狀態(tài)即可改變對象的行為。
- 允許狀態(tài)轉(zhuǎn)換邏輯與狀態(tài)對象合成一體,而不是某一個巨大的條件語句塊。
- 可以讓多個環(huán)境對象共享一個狀態(tài)對象,從而減少系統(tǒng)中對象的個數(shù)。
缺點:
- 狀態(tài)模式的使用必然會增加系統(tǒng)類和對象的個數(shù)。
- 狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)都較為復(fù)雜,如果使用不當(dāng)將導(dǎo)致程序結(jié)構(gòu)和代碼的混亂。
- 狀態(tài)模式對 “開閉原則” 并不太好,對于可以切換狀態(tài)的狀態(tài)模式,增加新的狀態(tài)類需要修改那些負責(zé)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的源代碼,否則無法切換到新增狀態(tài),而且修改某個狀態(tài)類的行為也需修改對應(yīng)類的源代碼。
應(yīng)用場景
- 行為隨狀態(tài)改變而改變的場景。
- 條件、分支語句的代替者。
代碼示例

這是一個狀態(tài)圖,具有 “有 25 分錢”、“沒有 25 分錢”、“售出糖果”、“糖果售罄” 這 4 個狀態(tài)。同時也對應(yīng) 4 個動作:“投入 25 分錢”,“退回 25 分錢”,“轉(zhuǎn)動曲柄” 和 “發(fā)放糖果”。
class State:
# 定義state基類
def insert_quarter(self):
pass
def eject_quarter(self):
pass
def turn_crank(self):
pass
def dispense(self):
pass
class SoldOutState(State):
# 繼承State 類
def __init__(self, gumball_machine):
self.gumball_machine = gumball_machine
def __str__(self):
return "sold_out"
def insert_quarter(self):
print("You can't insert a quarter, the machine is sold out")
def eject_quarter(self):
print("You can't eject, you haven't inserted a quarter yet")
def turn_crank(self):
print("You turned, but ther are no gumballs")
def dispense(self):
print("No gumball dispensed")
class SoldState(State):
# 繼承State 類
def __init__(self, gumball_machine):
self.gumball_machine = gumball_machine
def __str__(self):
return "sold"
def insert_quarter(self):
print("Please wait, we're already giving you a gumball")
def eject_quarter(self):
print("Sorry, you already turned the crank")
def turn_crank(self):
print("Turning twice doesn't get you another gumball")
def dispense(self):
self.gumball_machine.release_ball()
if gumball_machine.count > 0:
self.gumball_machine.state = self.gumball_machine.no_quarter_state
else:
print("Oops, out of gumballs!")
self.gumball_machine.state = self.gumball_machine.soldout_state
class NoQuarterState(State):
# 繼承State 類
def __init__(self, gumball_machine):
self.gumball_machine = gumball_machine
def __str__(self):
return "no_quarter"
def insert_quarter(self):
# 投幣 并且改變狀態(tài)
print("You inserted a quarter")
self.gumball_machine.state = self.gumball_machine.has_quarter_state
def eject_quarter(self):
print("You haven't insert a quarter")
def turn_crank(self):
print("You turned, but there's no quarter")
def dispense(self):
print("You need to pay first")
class HasQuarterState(State):
# 繼承State 類
def __init__(self, gumball_machine):
self.gumball_machine = gumball_machine
def __str__(self):
return "has_quarter"
def insert_quarter(self):
print("You can't insert another quarter")
def eject_quarter(self):
print("Quarter returned")
self.gumball_machine.state = self.gumball_machine.no_quarter_state
def turn_crank(self):
print("You turned...")
self.gumball_machine.state = self.gumball_machine.sold_state
def dispense(self):
print("No gumball dispensed")
class GumballMachine:
def __init__(self, count=0):
self.count = count
# 找出所有狀態(tài),并創(chuàng)建實例變量來持有當(dāng)前狀態(tài),然后定義狀態(tài)的值
self.soldout_state = SoldOutState(self)
self.no_quarter_state = NoQuarterState(self)
self.has_quarter_state = HasQuarterState(self)
self.sold_state = SoldState(self)
if count > 0:
self.state = self.no_quarter_state
else:
self.state = self.soldout_state
def __str__(self):
return ">>> Gumball machine current state: %s" % self.state
def insert_quarter(self):
# 投入25分錢
self.state.insert_quarter()
def eject_quarter(self):
# 退回25分
self.state.eject_quarter()
# print("state", self.state, type(self.state))
def turn_crank(self):
# 轉(zhuǎn)動曲柄
# print("state", self.state, type(self.state))
self.state.turn_crank()
def release_ball(self):
# 發(fā)放糖果
print("A gumball comes rolling out the slot...")
if self.count > 0:
self.count -= 1
if __name__ == "__main__":
# 以下是代碼測試
gumball_machine = GumballMachine(5) # 裝入5 個糖果
print(gumball_machine)
gumball_machine.insert_quarter() # 投入25分錢
gumball_machine.turn_crank() # 轉(zhuǎn)動曲柄
print(gumball_machine)
gumball_machine.insert_quarter() #投入25分錢
gumball_machine.eject_quarter() # 退錢
gumball_machine.turn_crank() # 轉(zhuǎn)動曲柄
print(gumball_machine)
gumball_machine.insert_quarter() # 投入25分錢
gumball_machine.turn_crank() # 轉(zhuǎn)動曲柄
gumball_machine.insert_quarter() # 投入25分錢
gumball_machine.turn_crank() # 轉(zhuǎn)動曲柄
gumball_machine.eject_quarter() # 退錢
print(gumball_machine)
總結(jié)
本篇文章就到這里了,希望能夠給你帶來幫助,也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容!
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