C# 状态设计模式

JusterZhu

发布于 2023-11-03 15:50:30

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发布于 2023-11-03 15:50:30

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1.概要

状态模式的主要思想

状态模式（State Pattern）是一种行为设计模式，允许对象在其内部状态改变时改变它的行为。这个模式提供了一个机制来将每个单独的状态实现为一个派生类，同时使用这些派生类来代表对象的不同状态。

实现方式

定义一个接口或抽象类(State)来表示对象的所有可能状态。
创建具体的状态类，实现 State 接口/扩展抽象State类，并实现状态特定的行为。
创建一个上下文 (Context) 类，持有一个 State 的引用，表示当前的状态。在其构造器中可以设置初始状态。并且该类应该有一个设置器允许运行时更改其状态。

适用场景

当一个对象的行为取决于它的状态，并且它必须在运行时根据状态改变其行为时。
当你有一个类中存在大量的与状态有关的条件语句时。状态模式可以让你利用多态性去除这些条件语句。

优点

有助于组织和管理代码，使得代码结构清晰。
遵循开闭原则，易于增加新的状态而无需修改已有的代码。
将与特定状态相关的行为局部化，并将不同状态的行为分割开来。

缺点

如果状态数量过多，会导致程序的复杂性增加，因为每一个状态都是一个子类。
状态模式和策略模式在结构上很相似，但它们解决的问题类型不同。在实践中，它们可能被错误地使用。

2.详细内容

使用状态设计模式的步骤如下：

定义一个表示各种状态的接口。这个接口应该声明对应于状态相关行为的方法。
为每一个实际的状态创建一个类。这些类应该实现状态接口并定义其特定行为。
在上下文类中，添加一个公共方法来改变其内部状态，并在构造函数中定义其初始状态。
在上下文类中，所有需要执行的任务或行为都应委托给当前的状态对象。

以下是如何用C#实现状态模式：

// 状态接口
public interface IState
{
    void Handle(Context context);
}

// 具体状态类
public class ConcreteStateA : IState
{
    public void Handle(Context context)
    {
        Console.WriteLine("Handling in State A");
        context.State = new ConcreteStateB();
    }
}

public class ConcreteStateB : IState
{
    public void Handle(Context context)
    {
        Console.WriteLine("Handling in State B");
        context.State = new ConcreteStateA();
    }
}

// 上下文类
public class Context
{
    private IState _state;

    // Constructor
    public Context(IState initialState)
    {
        this._state = initialState;
    }

    // Property to access current state
    public IState State
    {
        get { return _state; }
        set
        {
            _state = value;
            Console.WriteLine($"State has been set to: {_state.GetType().Name}");
        }
    }

    public void Request()
    {
        _state.Handle(this);
    }
}

使用：

var context = new Context(new ConcreteStateA());
context.Request();  // Handling in State A, State has been set to: ConcreteStateB
context.Request();  // Handling in State B, State has been set to: ConcreteStateA

Context 类维护了一个 IState 的引用，它代表了当前的状态。当 Context 的客户代码调用 Request 方法时，它会委托给当前状态的 Handle 方法。具体的状态类 ConcreteStateA 和 ConcreteStateB 在处理 Request 后更改了当前的状态。

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原始发表：2023-11-01，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除