Python设计模式-状态模式

状态模式可以看作是在运行时改变对象行为的一种方式。

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假设有一台笔记本电脑，它有以下几个状态：

• 开机「On」
• 关机「Off」
• 挂起「Suspend」
• 休眠「Hibernate」

封装对象行为的接口

首先需要一个行为与对象状态关联的接口

它有两个属性：

• 状态
• 允许的状态

它有一个方法：

• 切换状态

切换状态的时候会使用self.__class__将它动态切换到状态对应的对象，这个稍后再看。

class ComputerState(object):
    name = "状态"
    allowed = []

    def switch(self, state):
        if state.name in self.allowed:
            print(f"状态由「{self}」切换到新的状态「{state.name}」。")
            self.__class__ = state
        else:
            print(f"状态由「{self}」切换到新的状态{state.name}是不可能的。")

    def __str__(self):
        return self.name

定义几种状态

• name对应当前类的状态
• allowed对应当前状态支持的转换状态

class Off(ComputerState):
    name = '关闭'
    allowed = ['打开']


class On(ComputerState):
    name = '打开'
    allowed = ['关闭', '休眠', '挂起']


class Suspemd(ComputerState):
    name = '挂起'
    allowed = ['打开']


class Hibernate(ComputerState):
    name = '休眠'
    allowed = ['打开']

定义一个计算机

class Computer(object):
    def __init__(self):
        self.state = Off()

    def change(self, state):
        self.state.switch(state)

一个计算机的初始状态就是关机状态咯，所以实例化的时候把Off() 赋给self.state

测试

if __name__ == '__main__':
    computer = Computer()
    computer.change(On)
    computer.change(Off)
    computer.change(On)
    computer.change(Suspemd)
    computer.change(Hibernate)
    computer.change(On)
    computer.change(Off)

实例化一下之后，

• 开机
• 关机
• 开机
• 挂起
• 休眠
• 开机
• 关机

运行结果

self.__class__

可以通过调试模式来进行学习

将断点创建在self.__class__ = state这一行上

可以看到等号左侧是Off，右侧是On,这样就完成了状态的切换。

状态1 状态2

优缺点

优点

• 取消了if/else条件逻辑的依赖
• 方便添加状态来支持额外的行为
• 提高聚合性
• 非常容易的添加行为，提高了代码的灵活性，提高了代码的可维护性

缺点：

• 类太多了，
• 新行为引入，其他子类都需相应的处理该新行为。这样使得上下文更容易受到每个新的行为的影响。