一、動機（Motivate）

在軟件構建過程中，某些對象的狀態(tài)如果改變，其行為也會隨之而發(fā)生變化，比如文檔處于只讀狀態(tài)，其支持的行為和讀寫狀態(tài)支持的行為就可能完全不同。
如何在運行時根據(jù)對象的狀態(tài)來透明地更改對象的行為？而不會為對象操作和狀態(tài)轉化之間引入緊耦合？

二、意圖（Intent）

允許一個對象在其內部狀態(tài)改變時改變它的行為。從而使對象看起來似乎修改了其行為。                                 ——《設計模式》GoF

三、結構圖（Structure）

四、模式的組成

可以看出，在狀態(tài)模式的結構圖有以下角色：
（1）、環(huán)境角色（Context）：也稱上下文，定義客戶端所感興趣的接口，并且保留一個具體狀態(tài)類的實例。這個具體狀態(tài)類的實例給出此環(huán)境對象的現(xiàn)有狀態(tài)。   

（2）、抽象狀態(tài)角色（State）：定義一個接口，用以封裝環(huán)境對象的一個特定的狀態(tài)所對應的行為。

（3）、具體狀態(tài)角色（ConcreteState）：每一個具體狀態(tài)類都實現(xiàn)了環(huán)境（Context）的一個狀態(tài)所對應的行為。

在狀態(tài)模式結構中需要理解環(huán)境類與抽象狀態(tài)類的作用：
環(huán)境類實際上就是擁有狀態(tài)的對象，環(huán)境類有時候可以充當狀態(tài)管理器(State Manager)的角色，可以在環(huán)境類中對狀態(tài)進行切換操作。
抽象狀態(tài)類可以是抽象類，也可以是接口，不同狀態(tài)類就是繼承這個父類的不同子類，狀態(tài)類的產(chǎn)生是由于環(huán)境類存在多個狀態(tài)，同時還滿足兩個條件：這些狀態(tài)經(jīng)常需要切換，在不同的狀態(tài)下對象的行為不同。因此可以將不同對象下的行為單獨提取出來封裝在具體的狀態(tài)類中，使得環(huán)境類對象在其內部狀態(tài)改變時可以改變它的行為，對象看起來似乎修改了它的類，而實際上是由于切換到不同的具體狀態(tài)類實現(xiàn)的。由于環(huán)境類可以設置為任一具體狀態(tài)類，因此它針對抽象狀態(tài)類進行編程，在程序運行時可以將任一具體狀態(tài)類的對象設置到環(huán)境類中，從而使得環(huán)境類可以改變內部狀態(tài)，并且改變行為。

五、狀態(tài)模式的代碼實現(xiàn)

狀態(tài)模式在我們的現(xiàn)實生活中也有類似的例子，例如：在我們上網(wǎng)購買商品的過程中，就可以查看訂單的隨時狀態(tài)。對于商家來說，訂單的狀態(tài)不同，也會允許客戶有不同的動作要求，比如：訂單在已經(jīng)處于發(fā)貨狀態(tài)，此訂單是不能退貨的。如果訂單在備貨階段，客戶是可以換貨或者退貨的。如果我們的訂單已經(jīng)發(fā)貨了，您就等著接收貨物吧，如果貨物有質量問題，可以拒簽，或者順利完成交易，今天我們就以訂單為例來說明狀態(tài)模式的實現(xiàn)。實現(xiàn)代碼如下：

public static void Main(String[] args)
{
    //訂單
    Order order = new Order();
    order.Minute = 9;
    order.Action();
    //可以取消訂單
    order.IsCancel = true;
    order.Minute = 20;
    order.Action();
    order.Minute = 33;
    order.Action();
    order.Minute = 43;
    order.Action();
}

//環(huán)境角色---相當于Context類型
public sealed class Order
{
    private State current;

    public Order()
    {
        //工作狀態(tài)初始化為尚無的工作狀態(tài)，等待接單中
        current = new WaitForAcceptance();
        IsCancel = false;
    }
    private double minute;
    public double Minute
    {
        get { return minute; }
        set { minute = value; }
    }

    public bool IsCancel { get; set; }

    private bool finish;
    public bool TaskFinished
    {
        get { return finish; }
        set { finish = value; }
    }
    public void SetState(State s)
    {
        current = s;
    }
    public void Action()
    {
        current.Process(this);
    }
}

//抽象狀態(tài)角色---相當于State類型
public interface State
{
    //處理訂單
    void Process(Order order);
}

//等待受理--相當于具體狀態(tài)角色
public sealed class WaitForAcceptance : State
{
    public void Process(Order order)
    {
        System.Console.WriteLine("我們開始受理，準備備貨！");
        if (order.Minute < 30 && order.IsCancel)
        {
            System.Console.WriteLine("接受半個小時之內，可以取消訂單！");
            order.SetState(new CancelOrder());
            order.Action();
        }
        order.SetState(new AcceptAndDeliver());
        order.TaskFinished = false;
        order.Action();
    }
}

//受理發(fā)貨---相當于具體狀態(tài)角色
public sealed class AcceptAndDeliver : State
{
    public void Process(Order order)
    {
        System.Console.WriteLine("我們貨物已經(jīng)準備好，可以發(fā)貨了，不可以撤銷訂單！");
        if (order.Minute < 30 && order.IsCancel)
        {
            System.Console.WriteLine("接受半個小時之內，可以取消訂單！");
            order.SetState(new CancelOrder());
            order.Action();
        }
        if (order.TaskFinished == false)
        {
            order.SetState(new ConfirmationReceipt());
            order.Action();
        }
    }
}

//確認收貨---相當于具體狀態(tài)角色
public sealed class ConfirmationReceipt : State
{
    public void Process(Order order)
    {
        System.Console.WriteLine("檢查貨物，沒問題可以就可以簽收！");
        order.SetState(new Success());
        order.TaskFinished = false;
        order.Action();
    }
}

//交易成功---相當于具體狀態(tài)角色
public sealed class Success : State
{
    public void Process(Order order)
    {
        System.Console.WriteLine("訂單結算");
        order.TaskFinished = true;
    }
}

//取消訂單---相當于具體狀態(tài)角色
public sealed class CancelOrder : State
{
    public void Process(Order order)
    {
        System.Console.WriteLine("檢查貨物，有問題，取消訂單！");
        order.TaskFinished = true;
    }
}

六、狀態(tài)模式的實現(xiàn)要點：

State模式將所有與一個特定狀態(tài)相關的行為都放入一個State的子類對象中，在對象狀態(tài)切換時，切換相應的對象；但同時維持State的接口，這樣實現(xiàn)了具體操作與狀態(tài)轉換之間的解耦。
為不同的狀態(tài)引入不同的對象使得狀態(tài)轉換變得更加明確，而且可以保證不會出現(xiàn)狀態(tài)不一致的情況，因為轉換是原子性的——即要么徹底轉換過來，要么不轉換。
如果State對象沒有實例變量，那么各個上下文可以共享同一個State對象，從而節(jié)省對象開銷。

1、狀態(tài)模式的優(yōu)點

（1）、封裝了轉換規(guī)則。
（2）、枚舉可能的狀態(tài)，在枚舉狀態(tài)之前需要確定狀態(tài)種類。
（3）、將所有與某個狀態(tài)有關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。
（4）、允許狀態(tài)轉換邏輯與狀態(tài)對象合成一體，而不是某一個巨大的條件語句塊。
（5）、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)。

2、狀態(tài)模式的缺點

（1）、狀態(tài)模式的使用必然會增加系統(tǒng)類和對象的個數(shù)。
（2）、狀態(tài)模式的結構與實現(xiàn)都較為復雜，如果使用不當將導致程序結構和代碼的混亂。
（3）、狀態(tài)模式對“開閉原則”的支持并不太好，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狀態(tài)轉換的源代碼，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類的源代碼。

3、在以下情況下可以使用狀態(tài)模式：

（1）、對象的行為依賴于它的狀態(tài)（屬性）并且可以根據(jù)它的狀態(tài)改變而改變它的相關行為。
（2）、代碼中包含大量與對象狀態(tài)有關的條件語句，這些條件語句的出現(xiàn)，會導致代碼的可維護性和靈活性變差，不能方便地增加和刪除狀態(tài)，使客戶類與類庫之間的耦合增強。在這些條件語句中包含了對象的行為，而且這些條件對應于對象的各種狀態(tài)

七、.NET 狀態(tài)模式的實現(xiàn)

狀態(tài)模式在Net里面的實現(xiàn)還沒有研究透，如果以后有了新的學習內容，再補充進來。但是我感覺，這個模式可能在業(yè)務系統(tǒng)里面有更大的使用。

到此這篇關于.Net行為型設計模式之狀態(tài)模式（State）的文章就介紹到這了。希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

最新評論