C#学习笔记之状态模式详解

本文通过例题为大家讲解C#学习笔记之状态模式，供大家参考，具体内容如下

题目1：通过代码描述每一天的不同时间段的工作效率

分析：

　　首先确定，工作状态指正在工作，或者以及下班这些情况，而这些情况所受影响的因素包括：当前时间以及任务是否已经完成。所以在Work中需要两个属性：hour和finish。然后根据这两个属性直接判断当前的工作状态即可。

实现：

class Program
  {
    static void Main(string[] args)
    {
      //紧急项目
      Work emergencyProject = new Work();
      emergencyProject.Hour = 9;
      emergencyProject.WriteProgram();
      emergencyProject.Hour = 10;
      emergencyProject.WriteProgram();
      emergencyProject.Hour = 12;
      emergencyProject.WriteProgram();
      emergencyProject.Hour = 13;
      emergencyProject.WriteProgram();
      emergencyProject.Hour = 14;
      emergencyProject.WriteProgram();
      emergencyProject.Hour = 17;
      emergencyProject.Finish = false;
      emergencyProject.WriteProgram();
      emergencyProject.Hour = 19;
      emergencyProject.WriteProgram();
      emergencyProject.Hour = 22;
      emergencyProject.WriteProgram();

      Console.Read();
    }
    public class Work
    {
      private int hour;
      private bool finish = false;

      public int Hour
      {
        get { return hour; }
        set { hour = value; }
      }
      public bool Finish
      {
        get { return finish; }
        set { finish = value; }
      }
      /// <summary>
      /// 根据时间来判断当前的工作状态如何
      ///
      /// 方法过长
      /// </summary>
      public void WriteProgram()
      {
        if (hour < 12)
        {
          Console.WriteLine("当前时间：{0}点 上午工作，精神百倍", hour);
        }
        else if (hour < 13)
        {
          Console.WriteLine("当前时间：{0}点 饿了，午饭；犯困，午休", hour);
        }
        else if (hour < 17)
        {
          Console.WriteLine("当前时间：{0}点 下午状态还不错，继续努力", hour);
        }
        else
        {
          if (finish)
          {
            Console.WriteLine("当前时间：{0}点 下班回家了", hour);
          }
          else
          {
            if (hour < 21)
            {
              Console.WriteLine("当前时间：{0}点 加班哦，疲惫至极", hour);
            }
            else
            {
              Console.WriteLine("当前时间：{0}点 不行了，睡着了。", hour);
            }
          }
        }
      }
    }
  }

题目2：从1中可以很明显的看出WriteProgram()函数几乎承载了所有的判断处理，且函数函数过长，所以在Work类中违背了“单一职责原则"。

分析：

　　面向对象设计就是希望做到代码的责任分解，在这个情况中，我们将所有的判断全部添加在了WriteProgram()一个函数中，不仅是函数冗长，如果我临时添加新的情况，可能对原来判断有出入的时间也会造成很多麻烦，对于将来的修改百害而无一利。

　　所以我们需要根据情况来分解函数和类。

　　本题目中，我们需要获得当前的工作状态，而这个的直接影响因素包括时间Hour和是否已经完成任务TaskFinished。

　　所以我们根据当前的时间可以很明显的分为不同时间段，也就是WriteProgram()的if，else都可以自己单独拥有一个类，他们都继承于同一个抽象类State即可。

　　然后我们初始化直接进入ForenoonState类，毕竟每天早上的时间不会变，如果当前时间不再是早上，那么我们就需要进入下一个时间段进行判断，所以在ForenoonState类中我们需要加入判断，如果当前时间满足早上的时间段，显示工作状态，如果当前时间不再是早上的时间段，那么我们进入下一个时间段，以此类推，找到我们当前时间段的工作状态。

实现：

class Program
  {
    static void Main(string[] args)
    {
      //紧急项目
      Work emergencyProject = new Work();
      emergencyProject.Hour = 9;
      emergencyProject.WriteProgram();
      emergencyProject.Hour = 10;
      emergencyProject.WriteProgram();
      emergencyProject.Hour = 12;
      emergencyProject.WriteProgram();
      emergencyProject.Hour = 13;
      emergencyProject.WriteProgram();
      emergencyProject.Hour = 14;
      emergencyProject.WriteProgram();
      emergencyProject.Hour = 17;
      emergencyProject.TaskFinished = false;
      emergencyProject.WriteProgram();
      emergencyProject.Hour = 19;
      emergencyProject.WriteProgram();
      emergencyProject.Hour = 22;
      emergencyProject.WriteProgram();

      Console.Read();
    }
    public class Work
    {
      private int hour;
      private bool finish = false;
      private State current;
      //初始化进入的时候是上午工作状态
      public Work()
      {
        current = new ForenoonState();
      }
      public int Hour
      {
        get { return hour; }
        set { hour = value; }
      }
      public bool TaskFinished
      {
        get { return finish; }
        set { finish = value; }
      }

      public void SetState(State s)
      {
        current = s;
      }
      public void WriteProgram()
      {
        current.WriteProgram(this);
      }
    }
    /// <summary>
    /// 抽象状态
    /// </summary>
    public abstract class State
    {
      public abstract void WriteProgram(Work w);
    }
    /// <summary>
    /// 上午工作状态
    ///
    /// 逻辑是：根据时间推移，上午工作后，移至中午午饭时间
    /// </summary>
    public class ForenoonState : State
    {
      public override void WriteProgram(Work w)
      {
        if (w.Hour < 12)
        {
          Console.WriteLine("当前时间：{0} 上午工作，精神百倍", w.Hour);
        }
        else
        {
          w.SetState(new NoonState());
          w.WriteProgram();
        }
      }
    }
    /// <summary>
    /// 中午工作状态
    ///
    /// 逻辑是：根据时间推移，午休时间后，移至下午工作时间
    /// </summary>
    public class NoonState : State
    {
      public override void WriteProgram(Work w)
      {
        if (w.Hour < 13)
        {
          Console.WriteLine("当前时间：{0} 饿了，午饭；犯困，午休", w.Hour);
        }
        else
        {
          w.SetState(new AfternoonState());
          w.WriteProgram();
        }
      }
    }
    /// <summary>
    /// 下午工作状态
    ///
    /// 逻辑是：根据时间推移，下午工作后，移至晚间工作状态
    /// </summary>
    public class AfternoonState : State
    {
      public override void WriteProgram(Work w)
      {
        if (w.Hour < 17)
        {
          Console.WriteLine("当前时间：{0} 下午状态还不错，继续努力", w.Hour);
        }
        else
        {
          w.SetState(new EveningState());
          w.WriteProgram();
        }
      }
    }
    /// <summary>
    /// 晚间工作状态
    ///
    /// 逻辑是：已完成工作的可以准点下班，移至下班休息状态
    ///     未完成工作的继续加班：这里又分为未超过人体承受能力的（21小时）就继续加班（此处已是最底层，没有再多加其他的操作了）
    ///                超过21小时的将移至睡眠状态
    /// </summary>
    public class EveningState : State
    {
      public override void WriteProgram(Work w)
      {
        if (w.TaskFinished)
        {
          w.SetState(new RestState());
          w.WriteProgram();
        }
        else
        {
          //最底层，不要再次调用，会无限往复的
          if (w.Hour < 21)
          {
            Console.WriteLine("当前时间：{0} 加班哦，疲惫至极", w.Hour);
          }
          else
          {
            w.SetState(new SleepingState());
            w.WriteProgram();
          }
        }
      }
    }
    /// <summary>
    /// 睡眠状态
    ///
    /// 最底层，不要再次调用，会无限往复的
    /// </summary>
    public class SleepingState : State
    {
      public override void WriteProgram(Work w)
      {
        Console.WriteLine("当前时间：{0}点 不行了，睡着了", w.Hour);
      }
    }
    /// <summary>
    /// 下班休息状态
    ///
    /// 最底层，不要再次调用，会无限往复的
    /// </summary>
    public class RestState : State
    {
      public override void WriteProgram(Work w)
      {
        if (w.TaskFinished)
        {
          Console.WriteLine("当前时间：{0}点 下班回家", w.Hour);
        }
      }
    }
  }

总结：

　　这里用到的就是状态模式（State）:当一个对象的内在状态改变时，允许改变其行为，这个对象看起来像是改变了其类。

　　状态模式主要解决的是当控制一个对象状态转换的调节表达式过于复杂时的情况。把状态的判断逻辑转移到表示不同状态的一系列类当中，可以吧复杂的判断逻辑简化。

　　状态模式的好处是将与特定状态相关的行为局部化，并且将不同状态的行为分割开来。

注：文中所有代码及知识点均来自于《大话设计模式》,本人属于边学边看边敲代码边总结的阶段。

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持我们。