22-Python与设计模式--状态模式
一、电梯控制器
python
电梯在我们周边随处可见,电梯的控制逻辑中心是由电梯控制器实现的。电梯的控制逻辑,即使简单点设计,
把状态分成开门状态,停止状态和运行状态,操作分成开门、关门、运行、停止,那流程也是很复杂的。
首先,开门状态不能开门、运行、停止;停止状态不能关门,停止;运行状态不能开门、关门、运行。
要用一个一个if...else...实现,首先代码混乱,不易维护;二是不易扩展。至于各种设计原则什么的......
那该如何实现?在上边的逻辑中,每个操作仅仅是一个操作,状态切换与操作是分离的,这也造成后来操作和
状态"相互配合"的"手忙脚乱"。如果把状态抽象成一个类,每个状态为一个子类,每个状态实现什么操作,
不实现什么操作,仅仅在这个类中具体实现就可以了。
下面我们实现这个逻辑。
先实现抽象的状态类:
python
class LiftState:
def open(self):
pass
def close(self):
pass
def run(self):
pass
def stop(self):
pass
而后实现各个具体的状态类:
python
class OpenState(LiftState):
def open(self):
print "OPEN:The door is opened..."
return self
def close(self):
print "OPEN:The door start to close..."
print "OPEN:The door is closed"
return StopState()
def run(self):
print "OPEN:Run Forbidden."
return self
def stop(self):
print "OPEN:Stop Forbidden."
return self
class RunState(LiftState):
def open(self):
print "RUN:Open Forbidden."
return self
def close(self):
print "RUN:Close Forbidden."
return self
def run(self):
print "RUN:The lift is running..."
return self
def stop(self):
print "RUN:The lift start to stop..."
print "RUN:The lift stopped..."
return StopState()
class StopState(LiftState):
def open(self):
print "STOP:The door is opening..."
print "STOP:The door is opened..."
return OpenState()
def close(self):
print "STOP:Close Forbidden"
return self
def run(self):
print "STOP:The lift start to run..."
return RunState()
def stop(self):
print "STOP:The lift is stopped."
return self
为在业务中调度状态转移,还需要将上下文进行记录,需要一个上下文的类。
python
class Context:
lift_state=""
def getState(self):
return self.lift_state
def setState(self,lift_state):
self.lift_state=lift_state
def open(self):
self.setState(self.lift_state.open())
def close(self):
self.setState(self.lift_state.close())
def run(self):
self.setState(self.lift_state.run())
def stop(self):
self.setState(self.lift_state.stop())
这样,在进行电梯的调度时,只需要调度Context就可以了。业务逻辑中如下所示:
python
if __name__=="__main__":
ctx = Context()
ctx.setState(StopState())
ctx.open()
ctx.run()
ctx.close()
ctx.run()
ctx.stop()
打印如下:
STOP:The door is opening... STOP:The door is opened... OPEN:Run
Forbidden. OPEN:The door start to close... OPEN:The dorr is closed
STOP:The lift start to run... RUN:The lift start to stop... RUN:The
lift stopped...
python
由逻辑中可知,电梯先在STOP状态,然后开门,开门时运行Run,被禁止,然后,关门、运行、停止。
二、状态模式
python
状态模式的定义如下:当一个对象内在状态改变时允许其改变行为,这个对象看起来像改变了其类。
三、状态模式的优点和应用场景
python
优点:
1、状态模式的优点是结构清晰,相比于if...else...简约了不少;
2、封装性好,外部调用不必知道内部实现细节。
应用场景:
1、行为状态改变的场景。这点在各种控制器中非常常见,同时,逻辑结构为状态转移图的场景中都非常适用
。
四、状态模式的缺点
python
1、在状态比较多时,子类也会非常多,不便于管理。