設計模式手冊之狀態模式

1. 什麼是“狀態模式”？

狀態模式：對象行爲是基於狀態來改變的。

內部的狀態轉化，導致了行爲表現形式不同。
所以，用戶在外面看起來，好像是修改了行爲。

Webpack4系列教程(17篇) + 設計模式手冊(16篇)：GitHub地址

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原文地址: 設計模式手冊之狀態模式

2. 優缺點

優點

封裝了轉化規則，對於大量分支語句，可以考慮使用狀態類進一步封裝。
每個狀態都是確定的，所以對象行爲是可控的。

缺點

狀態模式的關鍵是將事物的狀態都封裝成單獨的類，這個類的各種方法就是“此種狀態對應的表現行爲”。
因此，狀態類會增加程序開銷。

3. 代碼實現

3.1 ES6 實現

在JavaScript中，可以直接用JSON對象來代替狀態類。

下面代碼展示的就是FSM（有限狀態機）裏面有3種狀態：download、pause、deleted。
控制狀態轉化的代碼也在其中。

DownLoad類就是，常說的Context對象，它的行爲會隨着狀態的改變而改變。

const FSM = (() => {
  let currenState = "download";
  return {
    download: {
      click: () => {
        console.log("暫停下載");
        currenState = "pause";
      },
      del: () => {
        console.log("先暫停, 再刪除");
      }
    },
    pause: {
      click: () => {
        console.log("繼續下載");
        currenState = "download";
      },
      del: () => {
        console.log("刪除任務");
        currenState = "deleted";
      }
    },
    deleted: {
      click: () => {
        console.log("任務已刪除, 請重新開始");
      },
      del: () => {
        console.log("任務已刪除");
      }
    },
    getState: () => currenState
  };
})();

class Download {
  constructor(fsm) {
    this.fsm = fsm;
  }

  handleClick() {
    const { fsm } = this;
    fsm[fsm.getState()].click();
  }

  hanldeDel() {
    const { fsm } = this;
    fsm[fsm.getState()].del();
  }
}

// 開始下載
let download = new Download(FSM);

download.handleClick(); // 暫停下載
download.handleClick(); // 繼續下載
download.hanldeDel(); // 下載中，無法執行刪除操作
download.handleClick(); // 暫停下載
download.hanldeDel(); // 刪除任務

3.2 Python3 實現

python的代碼採用的是“面向對象”的編程，沒有過度使用函數式的閉包寫法（python寫起來也不難）。

因此，負責狀態轉化的類，專門拿出來單獨封裝。
其他3個狀態類的狀態，均由這個狀態類來管理。

# 負責狀態轉化
class StateTransform:
  def __init__(self):
    self.__state = 'download'
    self.__states = ['download', 'pause', 'deleted']
  
  def change(self, to_state):
    if (not to_state) or (to_state not in self.__states) : 
      raise Exception('state is unvalid')
    self.__state = to_state

  def get_state(self):
    return self.__state

# 以下是三個狀態類

class DownloadState: 
  def __init__(self, transfomer):
    self.__state = 'download'
    self.__transfomer = transfomer
  
  def click(self):
    print('暫停下載')
    self.__transfomer.change('pause')

  def delete(self):
    print('先暫停, 再刪除')
  
class PauseState:
  def __init__(self, transfomer):
    self.__state = 'pause'
    self.__transfomer = transfomer
  
  def click(self):
    print('繼續下載')
    self.__transfomer.change('download')

  def delete(self):
    print('刪除任務')
    self.__transfomer.change('deleted')

class DeletedState:
  def __init__(self, transfomer):
    self.__state = 'deleted'
    self.__transfomer = transfomer
  
  def click(self):
    print('任務已刪除, 請重新開始')

  def delete(self):
    print('任務已刪除')

# 業務代碼
class Download:
  def __init__(self):
    self.state_transformer = StateTransform()
    self.state_map = {
      'download': DownloadState(self.state_transformer),
      'pause': PauseState(self.state_transformer),
      'deleted': DeletedState(self.state_transformer)
    }

  def handle_click(self):
    state = self.state_transformer.get_state()
    self.state_map[state].click()
  
  def handle_del(self):
    state = self.state_transformer.get_state()
    self.state_map[state].delete()

if __name__ == '__main__':
  download = Download()
  download.handle_click(); # 暫停下載
  download.handle_click(); # 繼續下載
  download.handle_del(); # 下載中，無法執行刪除操作
  download.handle_click(); # 暫停下載
  download.handle_del(); # 刪除任務

4. 參考

• 23種設計模式全解析
• 菜鳥教程狀態模式
• 《JavaScript設計模式與開發實踐》