我的设计模式之旅、08 状态模式

编程旅途是漫长遥远的,在不同时刻有不同的感悟,本文会一直更新下去。

程序介绍

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本程序实现状态模式。一个玩家从满血到死亡的过程有多个状态,假定健康、轻伤、重伤、死亡状态,当玩家扣血时判断并切换状态,触发不同状态的行为。

健康状态 HP 90
健康状态->轻伤状态
轻伤状态 HP 70
轻伤状态->重伤状态
重伤状态 HP 50
重伤状态 HP 30
重伤状态 HP 10
重伤状态->死亡状态
玩家已死亡
强制玩家复活
健康状态->轻伤状态
轻伤状态->重伤状态
重伤状态->死亡状态
玩家已死亡
强制玩家复活

程序代码

statePattern.go

package main

type ICharacter interface {
	DecreaseHP(hp float64)
	Respawn()
}

type Player struct {
	*Life
}

func (p *Player) DecreaseHP(hp float64) {
	p.Life.HP -= hp
	p.Life.Request()
}

func (p *Player) Respawn() {
	p.Life.HP = 100
	p.Life.Request()
}

type ILifeState interface {
	Handle(c *Life)
}

type Life struct {
	state ILifeState
	HP    float64
}

func (c *Life) SetState(state ILifeState) {
	c.state = state
}

func (c *Life) Request() {
	c.state.Handle(c)
}

lifeStates.go

package main

import "fmt"

type HighHP struct{}
type MiddleHP struct{}
type LowHP struct{}
type ZeroHP struct{}

func (hp HighHP) Handle(Life *Life) {
	if Life.HP > 80 {
		fmt.Println("健康状态 HP", Life.HP)
	} else {
		fmt.Println("健康状态->轻伤状态")
		Life.SetState(&MiddleHP{})
		Life.Request()
	}
}

func (hp MiddleHP) Handle(Life *Life) {
	if Life.HP > 50 {
		fmt.Println("轻伤状态 HP", Life.HP)
	} else {
		fmt.Println("轻伤状态->重伤状态")
		Life.SetState(&LowHP{})
		Life.Request()
	}
}

func (hp LowHP) Handle(Life *Life) {
	if Life.HP > 0 {
		fmt.Println("重伤状态 HP", Life.HP)
	} else {
		fmt.Println("重伤状态->死亡状态")
		Life.SetState(&ZeroHP{})
		Life.Request()
	}
}

func (hp ZeroHP) Handle(Life *Life) {
	if Life.HP <= 0 {
		fmt.Println("玩家已死亡")
	} else {
		fmt.Println("强制玩家复活")
		Life.SetState(&HighHP{})
	}
}

main.go

package main

func main() {
	p1 := Player{&Life{HP: 100, state: &HighHP{}}}
	p1.DecreaseHP(10)
	p1.DecreaseHP(20)
	p1.DecreaseHP(20)
	p1.DecreaseHP(20)
	p1.DecreaseHP(20)
	p1.DecreaseHP(20)
	p1.Respawn()
	p1.DecreaseHP(999)
	p1.Respawn()
}

Console

健康状态 HP 90
健康状态->轻伤状态
轻伤状态 HP 70
轻伤状态->重伤状态
重伤状态 HP 50
重伤状态 HP 30
重伤状态 HP 10
重伤状态->死亡状态
玩家已死亡
强制玩家复活
健康状态->轻伤状态
轻伤状态->重伤状态
重伤状态->死亡状态
玩家已死亡
强制玩家复活

思考总结

什么是状态模式

状态模式(State Pattern)中,类的行为是基于它的状态改变的。这种类型的设计模式属于行为型模式

状态模式中,我们创建表示各种状态的对象一个行为随着状态对象改变而改变的 context 对象

img

状态模式:允许对象(Context)在内部状态发生改变时改变它的行为,对象看起来好像修改了它的类。

如果不用状态模式,在多分支判断调用各个行为导致方法过长,责任过大。面向对象设计其实就是希望做到代码的责任分解。需要想办法把各个行为变成一个又一个的类,增加时不会影响其他类。状态的变化在各自的类中完成。

主要解决:

  • 当控制一个对象状态转换的条件表达式过于复杂时的,把状态的判断逻辑转移到不同状态的一系列类当中。

  • 对象的行为依赖于它的状态(属性),并且可以根据它的状态改变而改变它的相关行为。

何时使用:代码中包含大量与对象状态有关的条件语句。

如何解决:将各种具体的状态类抽象出来。

应用实例:

  • 打篮球的时候运动员可以有正常状态、不正常状态和超常状态。

优点:

  • 封装了转换规则,状态转移是在各个具体状态中进行的,用户无需知道状态转移过程。
  • 枚举可能的状态,在枚举状态之前需要确定状态种类。
  • 将所有与某个状态有关的行为放到一个类中,并且可以方便地增加新的状态,只需要改变对象状态即可改变对象的行为。
  • 允许状态转换逻辑与状态对象合成一体,而不是某一个巨大的条件语句块。
  • 可以让多个环境对象共享一个状态对象,从而减少系统中对象的个数。

缺点:

  • 状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。
  • 状态模式的结构与实现都较为复杂,如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。
  • 状态模式对"开闭原则"的支持并不太好,对于可以切换状态的状态模式,增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码,否则无法切换到新增状态,而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。

使用场景:

  • 行为随状态改变而改变的场景。
  • 条件、分支语句的代替者。

注意事项:在行为受状态约束的时候使用状态模式,而且状态不超过 5 个。

参考资料

  • 《Go语言核心编程》李文塔
  • 《Go语言高级编程》柴树彬、曹春辉
  • 《大话设计模式》程杰
  • 单例模式 | 菜鸟教程
posted @ 2022-09-11 21:48  小能日记  阅读(31)  评论(0编辑  收藏  举报