C#设计模式-状态模式

状态模式案例解析：三态循环灯的实现

案例概述

本案例使用 状态模式（State Pattern） 实现了一个 三态循环灯 的功能。每点击一次按钮，灯的状态会按顺序切换（状态1 → 状态2 → 状态3 → 状态1...），并在每次切换时弹出一个消息框显示当前状态。此外，还提供了重置功能，可以将灯的状态恢复到初始值。

Light类实现

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public class Light
{
    public LightStateInterface Lightstate { get; set; } // 当前状态
    
    public Light()
    {
        Lightstate = new OnLight1(); // 初始状态为 OnLight1
    }
    
    public void Set()
    {
        Lightstate.btn_切换(this); // 调用当前状态的切换方法
    }
    
    public void reset()
    {
        Lightstate = new OnLight1(); // 重置为初始状态
    }
}

灯状态接口定义：

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public interface LightStateInterface
{
    void btn_切换(Light mylight); // 切换状态的方法
}

OnLight1（状态1）：

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class OnLight1 : LightStateInterface
{
    public void btn_切换(Light mylight)
    {
        System.Windows.Forms.MessageBox.Show("灯-1"); // 显示当前状态
        mylight.Lightstate = new OnLight2(); // 切换到状态2
    }
}

OnLight2（状态2）：

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class OnLight2 : LightStateInterface
{
    public void btn_切换(Light mylight)
    {
        System.Windows.Forms.MessageBox.Show("灯-2"); // 显示当前状态
        mylight.Lightstate = new OnLight3(); // 切换到状态3
    }
}

OnLight3（状态3）：

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class OnLight3 : LightStateInterface
{
    public void btn_切换(Light mylight)
    {
        System.Windows.Forms.MessageBox.Show("灯-3"); // 显示当前状态
        mylight.Lightstate = new OnLight1(); // 切换回状态1
    }
}

winform调用案例：

在 WinForm 界面上提供切换和重置按钮，代码：

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    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }
        Light light = new Light(); // 创建 Light 对象

        private void btn_切换灯_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            light.Set(); // 切换状态
        }

        private void btn_重置_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            light.reset(); // 重置状态
        }
    }

状态模式的核心思想

（1）状态模式的定义

状态模式是一种 行为型设计模式 ，允许对象在 内部状态改变时改变其行为，看起来像是修改了它的类。

（2）状态模式的优点

符合开闭原则：新增状态时无需修改现有代码，只需新增类。
消除复杂条件语句 ：避免 if-else 或 switch-case 判断状态。
状态转换逻辑清晰：每个状态类负责自己的转换逻辑。

（3）适用场景

对象的行为取决于它的状态，并且需要在运行时动态切换。
代码中包含大量与状态相关的条件语句时，可以用状态模式优化。