状态设计模式
属于行为模式
一个对象可以基于其内部状态封装多个行为,状态模式也可以被看做是在运行时改变对象行为的一种方式
状态设计模式的3个主要参与者
1、State: 封装对象行为的接口,这个行为与对象的状态相关联
2、ConcreteState: 实现State 接口的子类,ConcreteState 实现与对象的特定状态相关联的实际行为
3、Context:定义了客户感兴趣的接口,Context还维护了一个ConcreteState 子类的实例,
该子类在内部定义了对象的特定状态的实现
简单实例
电视机开机,关机
# -*- coding: utf-8 -*-
from abc import ABCMeta, abstractmethod
class State(metaclass=ABCMeta):
@abstractmethod
def do_this(self):
pass
class StartState(State):
def do_this(self):
print("start state")
class StopState(State):
def do_this(self):
print("stop state")
class TVContext(State):
def __init__(self):
self.state = None
def get_state(self):
return self.state
def set_state(self, state):
self.state = state
def do_this(self):
self.state.do_this()
if __name__ == '__main__':
context = TVContext()
start = StartState()
stop = StopState()
context.set_state(start)
context.do_this()
context.set_state(stop)
context.do_this()
"""
start state
stop state
"""
3种状态切换示例
电脑开机,待机,关机
# -*- coding: utf-8 -*-
# 接口
class ComputerState(object):
name = "state"
allowed = []
def switch(self, state):
if state.name in self.allowed:
print("switch state: {}".format(state.name))
self.__class__ = state
else:
print("state not allowed")
def __str__(self):
return self.name
# 具体实现
# 开机
class On(ComputerState):
name = "on"
allowed = ["off", "hibernate"]
# 关机
class Off(ComputerState):
name = "off"
allowed = ["on"]
# 休眠
class Hibernate(ComputerState):
name = "hibernate"
allowed = ["on", "off"]
# 客户端
class Computer(object):
def __init__(self):
self.state = Off() # 初始状态是关机状态
def change(self, state):
self.state.switch(state)
if __name__ == '__main__':
computer = Computer()
# 开机 -> 休眠 -> 关机
computer.change(On)
computer.change(Hibernate)
computer.change(Off)
# 关机的请情况下休眠
computer.change(Hibernate)
"""
switch state: on
switch state: hibernate
switch state: off
state not allowed
"""
状态模式的优点
1、状态设计模式中,对象的行为是其状态函数结果,并且行为在运行时根据状态而改变
消除了对if/else 或 switch/case 条件逻辑的依赖
2、使用状态模式,实现多态行为,更易于添加转态来支持额外的行为
3、状态设计模式还提高了聚合性,特定于状态的行为被聚合到实现类ConcreteState 中,
并且放置在代码的同一个地方
4、状态模式,通过只添加一个 ConcreteState 类来添加行为非常容易,
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
状态模式的缺点
1、类爆炸,由于每个状态都要在ConcreteState 类的帮助下定义,因此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类都将需要进行相应的更新以处理每个行为,
这使得上下文行为更容易受到每个新的行为影响
参考
《Python设计模式第2版》第十章 状态设计模式