【C#】枚举类型Enum与状态设计模式

一、枚举类型Enum的基本定义与使用

本来，C#的枚举类型没什么好说的，就是刚学编程的都会，甚至还会问，这废东西还不如写一大堆常量，拿回C++那套：

public const int A = 0;public const int B = 1;public const int C = 2;

不过确实，枚举类型就是由C++传统这套拿过来的。先不说它有什么好处，至少数组化、结构体化、类化之后，枚举可以使代码更易于维护，代码更清晰，有助于确保给变量指定合法的、期望的值。同时，你还需要如下代码：

using System;using System.Collections.Generic;using System.Text;namespace Enumerate{    enum ABC    {        A = 0,        B = 1,        C,    };    class Program    {        static void Main(string[] args)        {            Console.WriteLine((int)ABC.C);        }    }}

运行结果如下：

需要注意的是：

1、我不用再于ABC这个枚举类型enum中罗列C=2，C#会自动识别C=2的。

2、如果你要输出C=？，你必须将ABC.C转化成int。否则，如果你的代码写成这样，在输出ABC.C之前缺少一个强制类型转换的(int)：

using System;using System.Collections.Generic;using System.Text;namespace Enumerate{    enum ABC    {        A = 0,        B = 1,        C,    };    class Program    {        static void Main(string[] args)        {            Console.WriteLine(ABC.C);        }    }}

你的输出是这样的：

二、枚举类型Enum在实际编程中的简单应用

当然，上述也只是一些小问题的小打小闹。并没有看出枚举类型Enum有什么卵用，但是如果你将这个枚举类型和《【C++】状态模式》（点击打开链接）这种设计模式联系起来，则大有用途。尤其在诸如Unity3D等需要一个死循环while支撑游戏编程中，也就是那些程序不关，循环不灭的程序中，状态设计模式的思想将被采用，枚举类型Enum同样也会大放异彩。

先写个简单的。

using System;using System.Collections.Generic;using System.Text;namespace Enumerate{    enum ABC    {        A = 0,        B = 1,        C,    };    class Program    {        static void Main(string[] args)        {            ABC abc = ABC.A;            while (true)            {                switch (abc)                {                    case ABC.A:                        Console.WriteLine("请输入B或者C进入状态B或者C，否则将处于状态A");                        string input = Console.ReadLine();                        if (input.Equals("B") || input.Equals("b"))                        {                            abc = ABC.B;                        }                        else if (input.Equals("C") || input.Equals("c"))                        {                            abc = ABC.C;                        }                        else                        {                            Console.WriteLine("还是处于状态A");                            abc = ABC.A;                        }                        break;                    case ABC.B:                        Console.WriteLine("来到状态B了，输出完成~回到状态A，继续期待你的光临");                        abc = ABC.A;                        break;                    case ABC.C:                        Console.WriteLine("来到状态C了，输出完成~回到状态A，继续期待你的光临");                        abc = ABC.A;                        break;                }            }        }    }}

运行结果如下：

此程序的平常状态为A，随时接受用户，或者说，随时等待着用户的输入，也就是在轮询。当用户输入特定的值，或者你可以深刻理解成：一旦遇到某种条件，程序将从平常状态A转换成状态B或者C处理别的事情，处理完成再转化成平常状态A。

举这个例子，我相信已经很好地模拟出一些游戏编程中永远在循环读取的update()函数，每一个游戏帧执行的update()类似就是类似于这里的while(true)，而，如果你需要在update()函数中处理一些类似游戏主角、游戏对象或者游戏状态的东西，建议利用这种状态设计模式。

通过阅读上述代码，相信大家大致能看到枚举类型Enum与内含switch~case结构的死循环while(true)配合形成的设计模式。这里，枚举组，叫做ABC，那么你就可以利用ABC a=ABC.A，来定义一个类似指向这个枚举组的指针a，先指向枚举组ABC的A，然后a=ABC.某某，就指向其它状态了，可以随心所欲在状态中切换，就可以省去一大堆，连你自己都绕翻车的if~else if ~else渣结构了。

三、枚举类型Enum与状态设计模式

以上的代码，体现了一种状态设计模式的思想，当然，虽然这类代码更常见，但是，这并不是严格的状态设计模式。如果要写一个严格的状态设计模式，同样可以用到枚举类型Enum。还是用那道2011年下半年的软件设计师软考题目再来说明：

题目是这样的：

某大型商场内安装了多个简易的纸巾售卖机，自动出售2元钱一包的纸巾，且每次仅售出一包纸巾，纸巾售卖机的状态图如图5-1所示：

采用状态（State）模式来实现该纸巾售卖机，得到如图5-2所示的类图，其中类State为抽象类，定义了投币、退币、出纸巾等方法接口。类SoldOutState、NoQuarterState、HasQuarterState、SoldState分别对应图5-1纸巾售卖机的4种状态。售出纸巾、纸巾售卖、没有投币、有2元钱。

当然，这里我就不完全照抄软考题目中提供的伪代码格式了，自己用枚举类型Enum写完这个状态设计模式，满足题目的要求。

首先，你要注意到，这是一个纸巾售卖机，就算其处于待机状态，一旦有用户来用，你也要即时相应，也时刻就处于轮询状态，所以这是就考虑到先枚举几个状态，对于用户的动作，时刻做出切换，因此，代码如下，注意到void dispense();实质是TissueMachine自己的内部处理方法，不会给用户调用的。只是这里接口要求其继承者，对其所含有的方法的可访问xing

using System;namespace EnumStatePattern{    interface StateHandle    {        void insertQuarter();//“投币”按钮被按下        void ejectQuarter();//“退币”按钮被按下          void turnCrank();//“出纸巾”按钮被按下          void dispense();//正在售出纸巾           }    class TissueMachine : StateHandle    {        private enum State        {//自动售货机的四种可能状态            soldOutState = -1,//纸巾卖完            noQuarterState = 0,//没有投币            hasQuarterState = 1,//已有投币            soldState = 2,//正在售出        }        private int money;//自动售货机当前拥有的投币数量        private State state;//自动售货机当前的状态        public TissueMachine()        {//自动售货机的初始化            this.money = 0;            this.state = State.noQuarterState;        }        public void insertQuarter()        {            switch (this.state)            {                case State.soldOutState:                    Console.WriteLine("纸巾已经卖完了，本纸巾自动售货机停机！");                    break;                case State.noQuarterState:                    this.money += 2;                    Console.WriteLine("感谢投币！当前纸巾机存有币：{0}", this.money);                    this.state = State.hasQuarterState;                    break;                case State.hasQuarterState:                    this.money += 2;                    Console.WriteLine("感谢投币！当前纸巾机存有币：{0}", this.money);                    break;                case State.soldState:                    Console.WriteLine("正在售出！请不要进行操作。");                    break;            }        }        public void ejectQuarter()        {            switch (this.state)            {                case State.soldOutState:                    Console.WriteLine("纸巾已经卖完了，本纸巾自动售货机停机！");                    break;                case State.noQuarterState:                    Console.WriteLine("投币机没有投币，无法退币！");                    break;                case State.hasQuarterState:                    this.money -= 2;                    Console.WriteLine("你的投币已经退回！当前纸巾机存有币：{0}", this.money);                    if (this.money == 0)                    {                        this.state = State.noQuarterState;                    }                    break;                case State.soldState:                    Console.WriteLine("正在售出！请不要进行操作。");                    break;            }        }        public void turnCrank()        {            switch (this.state)            {                case State.soldOutState:                    Console.WriteLine("纸巾已经卖完了，本纸巾自动售货机停机！");                    break;                case State.noQuarterState:                    Console.WriteLine("请投币！");                    break;                case State.hasQuarterState:                    this.state = State.soldState;                    Console.WriteLine("开始售出纸巾");                    dispense();                    break;                case State.soldState:                    Console.WriteLine("正在售出！请不要进行操作。");                    break;            }        }        public void dispense()        {            this.money -= 2;            Console.WriteLine("你的纸巾，请拿好！当前纸巾机存有币：{0}", this.money);            if (this.money == 0)            {                this.state = State.noQuarterState;            }            else            {                this.state = State.hasQuarterState;            }        }    }    class Program    {        static void Main(string[] args)        {            Console.WriteLine("输入1投币，输入2退币，输入3售出纸巾");            TissueMachine tissueMachine = new TissueMachine();            while (true)            {                switch (int.Parse(Console.ReadLine()))                {                    case 1:                        tissueMachine.insertQuarter();                        break;                    case 2:                        tissueMachine.ejectQuarter();                        break;                    case 3:                        tissueMachine.turnCrank();                        break;                }            }        }    }}

运行结果如下图所示：

大家可以注意到，上述代码的主函数非常非常简单，非常简单的同时，也非常清晰，用户输入什么则执行什么方法。

    class Program    {        static void Main(string[] args)        {            Console.WriteLine("输入1投币，输入2退币，输入3售出纸巾");            TissueMachine tissueMachine = new TissueMachine();            while (true)            {                switch (int.Parse(Console.ReadLine()))                {                    case 1:                        tissueMachine.insertQuarter();                        break;                    case 2:                        tissueMachine.ejectQuarter();                        break;                    case 3:                        tissueMachine.turnCrank();                        break;                }            }        }    }

而在TissueMachine这个类当中，一开始就使用了枚举类型Enum清晰罗列了4种基本状态。

private enum State{//自动售货机的四种可能状态soldOutState = -1,//纸巾卖完noQuarterState = 0,//没有投币hasQuarterState = 1,//已有投币soldState = 2,//正在售出}

在TissueMachine接下来的各个方法中，皆使用switch~case结构，针对TissueMachine处于不同的状态而作出不同相应。用户执行某些方法，在某特定的状态的话，会发生状态转换，从而保证这个方法的顺利执行。

这样的代码写作，由于利用枚举类型Enum与状态设计模式，使得程序猿写得清晰的同时，其它维护的程序猿也清晰。彻底可以忘掉，都能把自己绕死的if~else if~else结构，吃力还不讨好。

针对TissueMachine永远在轮询用户输入的类，它注定要处于无限循环之中，所以我们要以状态划分其处理方法。此时枚举类型Enum就派上用场了。