十、状态设计模式

这章讨论行为模式——状态设计模式

本章主题

• 状态设计模式简介
• UML类图剖析状态设计模式
• Python3.6 代码实现真实用例
• 状态设计模式的优缺点
• 应用场景

1. 定义状态设计模式

行为模式关注的是对象的响应性。在此模式中，一个对象可以基于内部状态封装多个行为。
状态设计模式可以看作是在运行时改变对象行为的一种方式。

实际上，在运行时改变行为正是 Python 所擅长的事情！

1.1 理解状态设计模式

状态设计模式在3个主要参与者的协助下工作。
State: 封装对象行为的接口。这个行为与对象的状态相关联。
ConcreteState: 实现 State 接口的子类。
Context: 定义了客户端感兴趣的接口。

2. 状态设计模式的简单示例

from abc import abstractmethod, ABCMeta


class State(metaclass=ABCMeta):
	@abstractmethod
	def Handle(self):
		pass
	
	
class ConcreteStateB(State):
	def Handle(self):
		print('ConcreteStateB - B')

	
class ConcreteStateA(State):
	def Handle(self):
		print('ConcreteStateA - A')
		

class Context(State):
	def __init__(self):
		self.state = none
		
	def getState(self):
		return self.state
		
	def setState(self, state):
		self.state = state
		
	def Handle(self):
		self.state.Handle()
		

context = Context()
stateA = ConcreteStateA()
stateB = ConcreteStateB(0

context.setState(stateA)
context.Handle()

运行结果：
ConcreteStateA - A

3. 状态设计模式的优缺点

优点：

1. 对象的行为是其状态的函数结果，并且行为在运行时根据状而改变。
2. 易于实现多态行为，并且易于添加状态来支持额外的行为。
3. 提高聚合性，特定状态的行为被聚合到 ConcreteState 类中。
4. 通过只添加一个 ConcreteState 类来添加行为时非常容易的。
   因此，状态模式不仅改善了扩展应用程序行为时的灵活性，而且全面提高了代码的可维护性。

缺点：

1. 类爆炸：每个状态都需要 ConcreteState 的帮助下定义，因此我们可能导致创建了太多功能较为单一的类。
2. 随着每个新行为的引入，Context 类都需要进行相应的更新以处理每个行为。

4. 小结

状态设计模式中，对象的行为是根据它的状态来决定的。此外，对象的状态可以在运行时更改。
优点：提高内聚性，易扩展，还可以清除冗余代码块。
缺陷：在添加更多状态或行为时代码的数量会显著增加。