Python狀態(tài)模式

標(biāo)簽： python 設(shè)計(jì)模式

引子

狀態(tài)模式確實(shí)很好玩卖氨，我是說(shuō)書上的例子確實(shí)很好玩坞淮，我對(duì)著電腦玩了好長(zhǎng)時(shí)間当纱，但是想說(shuō)清楚還真不太容易嘀略，先從容易的開始吧

糖果機(jī)

糖果機(jī)操作的流程如下所示恤溶，這張圖也叫狀態(tài)圖，它顯示了糖果機(jī)的工作流程及狀態(tài)流程
狀態(tài)圖1

狀態(tài)圖.png-37kB

其中一共有四個(gè)狀態(tài)

售出糖果
糖果售罄
有25分錢
沒(méi)有25分錢
操作糖果機(jī)會(huì)設(shè)計(jì)四個(gè)動(dòng)作
投入25分錢
退回25分錢
轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄
發(fā)放糖果這個(gè)動(dòng)作是糖果機(jī)內(nèi)部的動(dòng)作帜羊，機(jī)器自己調(diào)用

一開始...

創(chuàng)建一個(gè)糖果機(jī)的類咒程，包含了四種狀態(tài)

class GumballMachine:
    def __init__(self, count):
        self.SOLD_OUT = 0   #糖果售罄狀態(tài)
        self.NO_QUARTER = 1 #沒(méi)有25分錢狀態(tài)
        self.HAS_QUARTER = 2    #有25分錢狀態(tài)
        self.SOLD = 3   #售出糖果狀態(tài)
        self.state = self.SOLD_OUT  #初始狀態(tài)為`沒(méi)有25分錢狀態(tài)`
        self.count = count  #設(shè)置一個(gè)糖果數(shù)量變量，它為0時(shí)就是糖果售罄的狀態(tài)
        if self.count > 0:  #此處如果糖果數(shù)大于0讼育，則狀態(tài)為初始狀態(tài)
            self.state = self.NO_QUARTER

接下來(lái)該怎么辦呢帐姻？
按照上圖，狀態(tài)與狀態(tài)之間是通過(guò)動(dòng)作進(jìn)行連接的奶段，可以對(duì)每一個(gè)動(dòng)作創(chuàng)建一個(gè)對(duì)應(yīng)的方法饥瓷，這些方法利用條件語(yǔ)句來(lái)決定在四個(gè)狀態(tài)下的恰當(dāng)行為
例如投入25分錢和這個(gè)動(dòng)作在四種狀態(tài)下糖果機(jī)的反應(yīng)如下圖
狀態(tài)圖2

狀態(tài)圖2.png-42.4kB

動(dòng)作代表當(dāng)前執(zhí)行的動(dòng)作是投入25分錢
如果糖果機(jī)當(dāng)前狀態(tài)是沒(méi)有25分錢，則糖果機(jī)行為是顯示你投入了25分錢痹籍，之后狀態(tài)要切換到有25分錢
如果糖果機(jī)當(dāng)前狀態(tài)是有25分錢呢铆，則糖果機(jī)行為是顯示投多了
如果糖果機(jī)當(dāng)前狀態(tài)是糖果售罄，則糖果機(jī)行為是顯示售光了蹲缠，不能投了
如果糖果機(jī)當(dāng)前狀態(tài)是售出糖果棺克，則糖果機(jī)行為是顯示投太快了，稍等线定，因?yàn)槭鄢鎏枪竽纫辏枪麢C(jī)要恢復(fù)到初始狀態(tài)沒(méi)有25分錢
剩下的動(dòng)作和這個(gè)沒(méi)有什么區(qū)別，每個(gè)動(dòng)作都有一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的步驟
代碼

def insertQuarter(self):    #投入25分錢動(dòng)作
        if self.state == self.HAS_QUARTER:
            print("You cannot insert another quarter")
        elif self.state == self.NO_QUARTER:
            self.state = self.HAS_QUARTER
            print("You insert a quarter")
        elif self.state == self.SOLD_OUT:
            print("You can't insert a quarter, the machine is sold out")
        elif self.state == self.SOLD:
            print("Please wait, we're already giving you a gumball")

    def ejectQuarter(self):     #退回25分錢動(dòng)作
        if self.state == self.HAS_QUARTER:
            print("Quarter returned")
            self.state = self.NO_QUARTER
        elif self.state == self.NO_QUARTER:
            print("You haven't inserted a quarter")
        elif self.state == self.SOLD:
            print("Sorry, you already turned the crank")
        elif self.state == self.SOLD_OUT:
            print("You can't eject, you haven't inserted a quarter yet")

    def turnCrank(self):    #轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄動(dòng)作
        if self.state == self.SOLD:
            print("Turning twice doesn't get you another gumball!")
        elif self.state == self.NO_QUARTER:
            print("You turned, but there's no quarter")
        elif self.state == self.SOLD_OUT:
            print("You turned, but there's no gumball")
        elif self.state == self.HAS_QUARTER:
            print("You turned....")
            self.state = self.SOLD
            self.dispense()     #切換到發(fā)放糖果這個(gè)內(nèi)部動(dòng)作上

    def dispense(self):     #發(fā)放糖果動(dòng)作
        if self.state == self.SOLD:
            print("A gumball comes rolling out the slot")
            self.count = self.count - 1     #發(fā)放一次糖果斤讥，糖果數(shù)量要減1
            if self.count == 0:    #糖果數(shù)量為0了纱皆，切換到糖果售罄的狀態(tài)
                print("Oops, out of gumballs")
                self.state = self.SOLD_OUT
            else:
                self.state = self.NO_QUARTER
        elif self.state == self.NO_QUARTER:
            print("You need to pay first")
        elif self.state == self.SOLD_OUT:
            print("No gumball dispense")
        elif self.state == self.HAS_QUARTER:
            print("No gumball dispense")

玩一玩....
可以增加兩個(gè)方法，玩的時(shí)候?qū)崟r(shí)查看當(dāng)前狀態(tài)和糖果數(shù)量

def getCount(self):
        print(self.count)
def getState(self):
        print(self.state)

按照下面方法玩

def main():
    gumballMachine = GumballMachine(2)
    gumballMachine.getCount()
    gumballMachine.getState()
    print("=====================================================")
    gumballMachine.insertQuarter()
    gumballMachine.getState()
    gumballMachine.ejectQuarter()
    gumballMachine.ejectQuarter()
    gumballMachine.insertQuarter()
    gumballMachine.getState()
    gumballMachine.turnCrank()
    gumballMachine.getState()
    gumballMachine.getCount()
    gumballMachine.insertQuarter()
    gumballMachine.turnCrank()
    gumballMachine.getState()
    print("=====================================================")
    gumballMachine.turnCrank()

返回的結(jié)果

2   #兩個(gè)糖果
1   #沒(méi)有25分錢狀態(tài)
=====================================================
You insert a quarter
2   #有25分錢狀態(tài)
Quarter returned
You haven't inserted a quarter
You insert a quarter
2   #有25分錢狀態(tài)
You turned....
A gumball comes rolling out the slot
1   #沒(méi)有25分錢狀態(tài)
1   #一個(gè)糖果
You insert a quarter
You turned....
A gumball comes rolling out the slot
Oops, out of gumballs
0   #糖果售罄狀態(tài)
=====================================================
You turned, but there's no gumball

這個(gè)時(shí)候如果又來(lái)了一個(gè)狀態(tài)怎么辦...
按照狀態(tài)2圖周偎，需要增加一個(gè)新的狀態(tài)抹剩，之后在每個(gè)動(dòng)作里面增加針對(duì)這個(gè)狀態(tài)的行為，好像違反了好多設(shè)計(jì)原則蓉坎。

新的方法

狀態(tài)是變化的量，將變化封裝起來(lái)胡嘿，將動(dòng)作和行為放到狀態(tài)里蛉艾，這樣每個(gè)狀態(tài)只要實(shí)現(xiàn)它自己的那套行為。
為每個(gè)狀態(tài)創(chuàng)建狀態(tài)類，這些類負(fù)責(zé)在對(duì)應(yīng)的動(dòng)作下糖果機(jī)的行為

將動(dòng)作和行為委托給狀態(tài)類

狀態(tài)圖3

狀態(tài)圖3.png-50.9kB

之前的狀態(tài)圖2現(xiàn)在要變成這樣了勿侯，用狀態(tài)包裹所有的動(dòng)作及對(duì)應(yīng)的行為
有25分錢狀態(tài)下拓瞪，每一個(gè)動(dòng)作對(duì)應(yīng)不同的行為，在執(zhí)行退回25錢動(dòng)作后助琐，狀態(tài)切換到沒(méi)有25分錢狀態(tài)祭埂，在執(zhí)行轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄動(dòng)作后，狀態(tài)切換到沒(méi)有25分錢狀態(tài)兵钮。
代碼
先看狀態(tài)圖3的代碼實(shí)現(xiàn)

#有25分錢狀態(tài)
class HasQuarterState(object):
    def __init__(self, gumballMachine): #傳入糖果機(jī)的實(shí)例
        self.gumballMachine = gumballMachine
    def insertQuarter(self):    #投入25分錢動(dòng)作
        print("You cannot insert another quarter")
    def ejectQuarter(self):     #退出25分錢動(dòng)作
        print("Quarter returned")
        self.gumballMachine.setState(self.gumballMachine.getNoQuarterState())   #之后糖果機(jī)的狀
        #態(tài)切換到?jīng)]有25分錢狀態(tài)
    def turnCrank(self):    #轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄動(dòng)作
        print("You turned....")
        self.gumballMachine.setState(self.gumballMachine.getSoldState())    #之后糖果機(jī)的狀
        #態(tài)切換到售出糖果狀態(tài)
    def dispense(self):     #發(fā)放糖果動(dòng)作蛆橡，這是個(gè)內(nèi)部動(dòng)作，此處實(shí)現(xiàn)沒(méi)有作用
        print("No gumball dispense")

其他狀態(tài)的代碼也是類似

#糖果售罄狀態(tài)
class SoldOutState(object):
    def __init__(self, gumballMachine):
        self.gumballMachine = gumballMachine
    def insertQuarter(self):
        print("You can't insert a quarter, the machine is sold out")
    def ejectQuarter(self):
        print("You can't eject, you haven't inserted a quarter yet")
    def turnCrank(self):
        print("You turned, but there's no gumball")
    def dispense(self):
        print("No gumball dispense")
#沒(méi)有25分錢狀態(tài)
class NoQuarterState(object):
    def __init__(self, gumballMachine):
        self.gumballMachine = gumballMachine
    def insertQuarter(self):
        print("You inserted a quarter")
        self.gumballMachine.setState(self.gumballMachine.getHasQuarterState())
    def ejectQuarter(self):
        print("You haven't inserted a quarter")
    def turnCrank(self):
        print("You turned, but there's no quarter")
    def dispense(self):
        print("You need to pay first")
#售出糖果狀態(tài)        
class SoldState(object):
    def __init__(self, gumballMachine):
        self.gumballMachine = gumballMachine
    def insertQuarter(self):
        print("Please wait, we're already giving you a gumball")
    def ejectQuarter(self):
        print("Sorry, you already turned the crank")
    def turnCrank(self):
        print("Turning twice doesn't get you another gumball!")
    def dispense(self):
        self.gumballMachine.releaseBall()
        if self.gumballMachine.getCount()>0:
            self.gumballMachine.setState(self.gumballMachine.getNoQuarterState())
        else:
            print("Oops, out of gumballs")
            self.gumballMachine.setState(self.gumballMachine.getSoldOutState())

看看糖果機(jī)的實(shí)現(xiàn)

#糖果機(jī)類
class GumballMachine:
    def __init__(self, numberGumballs):
        self.count = numberGumballs
#=========創(chuàng)建每一個(gè)狀態(tài)的狀態(tài)實(shí)例====================#
        self.soldOutState = SoldOutState(self)
        self.noQuarterState = NoQuarterState(self)
        self.hasQuarterState = HasQuarterState(self)
        self.soldState = SoldState(self)
#=========end=========================================#
        if self.count > 0:
            self.state = self.noQuarterState
#============每個(gè)狀態(tài)的get方法和set方法===============#
    def getSoldOutState(self):
        return self.soldOutState
    def getNoQuarterState(self):
        return self.noQuarterState
    def getHasQuarterState(self):
        return self.hasQuarterState
    def getSoldState(self):
        return self.soldState
    def setState(self, state):
        self.state = state
#=========end=========================================#
#============將方法委托給當(dāng)前的狀態(tài)===================#
    def insertQuarter(self):
        self.state.insertQuarter()
    def ejectQuarter(self):
        self.state.ejectQuarter()
    def turnCrank(self):
        if self.state == self.hasQuarterState:
            self.state.turnCrank()
            self.state.dispense()
        else:
            self.state.turnCrank()
#=========end=========================================#
    def releaseBall(self):
        print("A gumball comes rolling out the slot...")
        if self.count != 0:
            self.count -= 1
#============檢查狀態(tài)和糖果數(shù)量的方法=================#
    def getState(self):
        print(self.state)
    def getCount(self):
        return self.count

還是用之前得測(cè)試代碼掘譬，看看返回

2   #糖果數(shù)量
<__main__.NoQuarterState object at 0x01D6BC90>      #當(dāng)前狀態(tài)
=====================================================
You inserted a quarter      #行為
<__main__.HasQuarterState object at 0x01D6BCB0>     #當(dāng)前狀態(tài)
Quarter returned        #行為
You haven't inserted a quarter      #行為
You inserted a quarter      #行為
<__main__.HasQuarterState object at 0x01D6BCB0>     #當(dāng)前狀態(tài)
You turned....      #行為
A gumball comes rolling out the slot...     #行為
<__main__.NoQuarterState object at 0x01D6BC90>      #當(dāng)前狀態(tài)
1       #糖果數(shù)量
You inserted a quarter      #行為
You turned....      #行為
A gumball comes rolling out the slot...     #行為
Oops, out of gumballs       #行為
<__main__.SoldOutState object at 0x01D6BC70>        #當(dāng)前狀態(tài)
=====================================================
You turned, but there's no gumball      #行為

看看執(zhí)行圖

執(zhí)行圖.png-59.2kB

初始狀態(tài)是沒(méi)有25分錢泰演，執(zhí)行投入25分錢動(dòng)作
糖果機(jī)切換狀態(tài)到第二步狀態(tài)有25分錢，之后執(zhí)行轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄動(dòng)作
糖果機(jī)切換狀態(tài)到第三步狀態(tài)售出糖果葱轩，之后執(zhí)行發(fā)放糖果動(dòng)作
如果糖果數(shù)目為0睦焕，則糖果機(jī)切換狀態(tài)到第四步狀態(tài)糖果售罄
糖果機(jī)動(dòng)作和行為都委托給了每種狀態(tài)，狀態(tài)一變靴拱，糖果機(jī)的行為就是此種狀態(tài)下的動(dòng)作產(chǎn)生的行為了垃喊，這樣一來(lái)，如果增加了一種狀態(tài)袜炕，只要單獨(dú)實(shí)現(xiàn)這個(gè)狀態(tài)下糖果機(jī)所有的行為就OK了缔御。

再來(lái)一個(gè)狀態(tài)

增加一個(gè)游戲狀態(tài)，轉(zhuǎn)曲柄獲取糖果的時(shí)候妇蛀，有10%的機(jī)會(huì)能成為大贏家耕突，獲得附贈(zèng)的一粒糖果，這個(gè)怎么搞评架？
增加一個(gè)狀態(tài)winnerState

class WinnerState(object):
    def __init__(self, gumballMachine):
        self.gumballMachine = gumballMachine
    def insertQuarter(self):
        print("Please wait, we're already giving you a gumball")
    def ejectQuarter(self):
        print("Sorry, you already turned the crank")
    def turnCrank(self):
        print("Turning twice doesn't get you another gumball!")
    # 你贏了眷茁，如果糖果沒(méi)了，那就算了纵诞，只能白贏了上祈；
    def dispense(self):
        print("You are winner! You get 2 gumball for youe quarter")
        if self.gumballMachine.getCount()==0:
            self.gumballMachine.setState(self.gumballMachine.getSoldOutState())
        else:
            self.gumballMachine.releaseBall()
            if self.gumballMachine.getCount()>0:
                self.gumballMachine.releaseBall()
                self.gumballMachine.setState(self.gumballMachine.getNoQuarterState())
            else:
                print("Oops, out of gumballs")
                self.gumballMachine.setState(self.gumballMachine.getSoldOutState())

隨機(jī)數(shù)怎么整，random.randint這個(gè)就能實(shí)現(xiàn)浙芙，但是這個(gè)動(dòng)作要增加在哪里呢登刺，哪個(gè)狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄可以獲得糖果，是有25分錢這個(gè)狀態(tài)嗡呼，只要將這個(gè)狀態(tài)下的轉(zhuǎn)曲柄動(dòng)作稍微改動(dòng)一下就OK了

def turnCrank(self):
        print("You turned....")
        #產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)
        self.winner = random.randint(1, 100)
        #這個(gè)數(shù)為1你就贏了
        if self.winner == 1:
            self.gumballMachine.setState(self.gumballMachine.getWinnerState())
        else:
            self.gumballMachine.setState(self.gumballMachine.getSoldState())

開始玩吧

def main():
    gumballMachine = GumballMachine(100)
    print(gumballMachine.getCount())
    for i in range(5):
        print("======================{0}====================".format(i+1))
        gumballMachine.insertQuarter()
        gumballMachine.turnCrank()
    print(gumballMachine.getCount())

5次幾率好像太小纸俭，應(yīng)該中不了

======================1====================
You inserted a quarter
You turned....
You are winner! You get 2 gumball for youe quarter
A gumball comes rolling out the slot...
A gumball comes rolling out the slot...
======================2====================
You inserted a quarter
You turned....
A gumball comes rolling out the slot...
======================3====================
You inserted a quarter
You turned....
A gumball comes rolling out the slot...
======================4====================
You inserted a quarter
You turned....
A gumball comes rolling out the slot...
======================5====================
You inserted a quarter
You turned....
A gumball comes rolling out the slot...
94

靠！Ｄ洗啊Ｗ岷堋＠陕ァ！第一次就中了

定義

狀態(tài)模式允許對(duì)象在內(nèi)部狀態(tài)改變時(shí)改變它的行為窒悔，對(duì)象看起來(lái)好像修改了它的類

最后編輯于：2017.12.03 02:47:29

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者

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惡毒庶女頂嫁案：這布局不是一般人想出來(lái)的
文/花漫我一把揭開白布立轧。她就那樣靜靜地躺著格粪，像睡著了一般。火紅的嫁衣襯著肌膚如雪氛改。梳的紋絲不亂的頭發(fā)上帐萎，一...
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城市分裂傳說(shuō)
那天，我揣著相機(jī)與錄音胜卤，去河邊找鬼疆导。笑死，一個(gè)胖子當(dāng)著我的面吹牛瑰艘，可吹牛的內(nèi)容都是我干的是鬼。我是一名探鬼主播肤舞，決...
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雙鴛鴦連環(huán)套：你想象不到人心有多黑
文/蒼蘭香墨我猛地睜開眼紫新，長(zhǎng)吁一口氣：“原來(lái)是場(chǎng)噩夢(mèng)啊……” “哼均蜜！你這毒婦竟也來(lái)了？” 一聲冷哼從身側(cè)響起芒率，我...
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萬(wàn)榮殺人案實(shí)錄
序言：老撾萬(wàn)榮一對(duì)情侶失蹤囤耳，失蹤者是張志新（化名）和其女友劉穎，沒(méi)想到半個(gè)月后偶芍，有當(dāng)?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體充择，經(jīng)...
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?護(hù)林員之死
正文獨(dú)居荒郊野嶺守林人離奇死亡，尸身上長(zhǎng)有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛以下內(nèi)容為張勛視角年9月15日...
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?白月光啟示錄
正文我和宋清朗相戀三年匪蟀，在試婚紗的時(shí)候發(fā)現(xiàn)自己被綠了椎麦。大學(xué)時(shí)的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
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活死人
序言：一個(gè)原本活蹦亂跳的男人離奇死亡材彪，死狀恐怖观挎，靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出，到底是詐尸還是另有隱情段化，我是刑警寧澤嘁捷，帶...
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?日本核電站爆炸內(nèi)幕
正文年R本政府宣布，位于F島的核電站显熏，受9級(jí)特大地震影響雄嚣，放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏。R本人自食惡果不足惜喘蟆，卻給世界環(huán)境...
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男人毒藥：我在死后第九天來(lái)索命
文/蒙蒙一缓升、第九天我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望。院中可真熱鬧蕴轨，春花似錦港谊、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
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一樁弒父案封锉，背后竟有這般陰謀
文/蒼蘭香墨我抬頭看了看天上的太陽(yáng)。三九已至膘螟，卻和暖如春成福，著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間，已是汗流浹背荆残。一陣腳步聲響...
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情欲美人皮
我被黑心中介騙來(lái)泰國(guó)打工奴艾，沒(méi)想到剛下飛機(jī)就差點(diǎn)兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留，地道東北人内斯。一個(gè)月前我還...
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代替公主和親
正文我出身青樓蕴潦，卻偏偏與公主長(zhǎng)得像像啼，于是被迫代替她去往敵國(guó)和親。傳聞我的和親對(duì)象是個(gè)殘疾皇子潭苞，可洞房花燭夜當(dāng)晚...
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