設計模式-狀態機模式

狀態機模式(State Pattern)

類型：行為相關

定義：讓一個物件的行為隨著內部狀態的改變而變化，而該物件也像是轉換了類別一樣。

解釋：透過類別來實現有限狀態機(Deterministic Finite Automata)的外貌，每個物件都是一個節點，透過切換正在使用的節點來改變程式的行為。

參與者有以下3個：

狀態擁有者(Context)：裡面保有狀態物件，並且可以切換狀態。

狀態介面(State)：規範狀態的外觀，通常會定義一些執行狀態內部功能的方法給Context使用。

狀態實作類別(ConcreteState)：實作狀態介面，通常有幾個狀態就有幾個類別需要實作。

精神：狀態機。

目的：透過切換程式內部使用的狀態類別，以改變執行的程式碼。

使用時機：當switch中每個狀態的程式碼很多的時候，或是有切換狀態需求的時候。

優點：消掉switch強化開閉原則的實現，分離程式邏輯，易於增加新狀態。

缺點：類別爆炸，每個狀態都要多一個類別，可能需要暴露類別內容給狀態類別知道，破壞封裝。

 

簡易程式範例：

public class Context
{
    public IState State { protected get; set; }
    public void Handle(/*需要的資訊*/)
    {
        State?.Handle(/*需要的資訊*/);
    }
}
public interface IState
{
    void Handle(/*需要的資訊*/);
}

public class State1 : IState
{
    public void Handle(/*需要的資訊*/)
    {
        //做該做的事情
    }
}
public class State2 : IState
{
    public void Handle(/*需要的資訊*/)
    {
        //做該做的事情
    }
}
public class State3 : IState
{
    public void Handle(/*需要的資訊*/)
    {
        //做該做的事情
    }
}

UML 類圖(取自維基百科)：

狀態機模式UML

state-pattern-animation

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