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22-Python与设计模式–状态模式

一、电梯控制器

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：

class LiftState:def open(self):passdef close(self):passdef run(self):passdef stop(self):pass

而后实现各个具体的状态类：

class OpenState(LiftState):def open(self):print "OPEN:The door is opened..."return selfdef 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 selfdef stop(self):print "OPEN:Stop Forbidden."return self
class RunState(LiftState):def open(self):print "RUN:Open Forbidden."return selfdef close(self):print "RUN:Close Forbidden."return selfdef run(self):print "RUN:The lift is running..."return selfdef 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 selfdef 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。

class Context:lift_state=""def getState(self):return self.lift_statedef setState(self,lift_state):self.lift_state=lift_statedef 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：

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…

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

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

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

1、在状态比较多时，子类也会非常多，不便于管理。