python设计模式之状态设计模式

一、定义状态设计模式

       1.理解状态设计模式

                1.1主要参与者

                         State:封装对象行为接口。行为与对象的状态相关联。

                         ConcreState: State接口的子类，实现与对象特定状态相关联的实际行为。

                         Context:定义客户感兴趣的接口。维护了一个ConcreState子类的示例，该子类内部定义了对象的特定状态的实现。

                1.2代码

# -*- coding: UTF-8 -*-from abc import ABCMeta,abstractmethodclass State():    @abstractmethod    def Handle(self):        passclass ConcreteStateB(State):    def Handle(self):        print ("ConcreteStateB")class ConcreteStateA(State):    def Handle(self):        print ("ConcreteStateA")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()context.setState(stateA)context.Handle()

       2.UML图

                  State:这个定义了Handle()抽象方法的接口，Handle()方法需要通过ConcreateState类来实现。

                  ConcreateStateA和ConcreateStateB。他们都实现了Handle()方法，并且可以根据状态的变化定义要采取的实际行动。

                  Context:这个是接受客户请求的类。它还维护着对象当前状态的引用，这样，就可以根据相应的请求，来调用具体的行为了。

二、状态设计模式的简单示例

         1.按钮控制电视

# -*- coding: UTF-8 -*-from abc import ABCMeta,abstractmethodclass State():    @abstractmethod    def doThis(self):        passclass StartState(State):    def doThis(self):        print ("TV Switching ON...")class StopState(State):    def doThis(self):        print ("TV Switching OFF...")class TVContext(State):    def __init__(self):        self.state = None    def getState(self):        return self.state    def setState(self,state):        self.state = state    def doThis(self):        self.state.doThis()context = TVContext()context.getState()start = StartState()stop = StopState()context.setState(stop)context.doThis()

          2.计算机开机、关机、休眠

# -*- coding: UTF-8 -*-from abc import ABCMeta,abstractmethodclass ComputerState(object):    name = "State"    allowed = []    def switch(self,state):        if state.name in self.allowed:            print ("Current:",self,"-->switch to new state",state.name)            self.__class__ = state        else:            print ("Current:",self,"-->switch to ",state.name,"no possible")            self.__class__ = state    def __str__(self):        return self.nameclass Off(ComputerState):    name = "off"    allowed = ["on"]class On(ComputerState):    name = "on"    allowed = ["off","suspend","hibernate"]class Suspend(ComputerState):    name = "suspend"    allowed = ["on"]class Hibernate(ComputerState):    name = "hibernate"    allowed = ["on"]class Computer(object):    def __init__(self, model = "HP"):        self.model = model        self.state = Off()    def change(self,state):        self.state.switch(state)if __name__ == "__main__":    comp = Computer()    # Switch on    comp.change(On)    # Switch off    comp.change(Off)    # Switch on again    comp.change(On)    # Suspend    comp.change(Suspend)    # Try to hibernate - cannot !    comp.change(Hibernate)    # switch on back    comp.change(On)    # Finally off    comp.change(Off)

三、状态模式的优缺点

           1.优点

                 1.1 对象的行为是器状态的函数结果，并且行为在运行时根据状态而改变。

                 1.2 使用状态模式，实现多台行为，并且易于添加状态来支持额外的行为。

                 1.3 状态设计模式提高了聚合性。

                  1.4 使用状态模式添加ConcreateState 十分容易，改善了应用程序行为的灵活性，全面提高了代码的可维护性。

           2.缺点

                 2.1 类爆炸：创建的类太多，增加代码量。

                 2.2 每引入一个行为，需要Context类都需要进行相应的更新处理每个行为。这使得上下文行为更容易受到每个新的行为的影响。