Python设计模式中的状态模式你了解吗

 更新时间:2022年02月15日 10:35:43   作者:范桂飓  
这篇文章主要为大家详细介绍了Python设计模式中的状态模式,文中示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下,希望能够给你带来帮助

状态模式

状态模式,当对象的内部状态发生了改变的时候,允许对象执行不同的流程。

在这里插入图片描述

优点

  • 封装了状态转换规则。
  • 枚举了可能的状态,在枚举状态之前需要确定状态的种类。
  • 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” 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。

应用场景

  • 行为随状态改变而改变的场景。
  • 条件、分支语句的代替者。

代码示例

在这里插入图片描述

这是一个状态图,具有 “有 25 分钱”、“没有 25 分钱”、“售出糖果”、“糖果售罄” 这 4 个状态。同时也对应 4 个动作:“投入 25 分钱”,“退回 25 分钱”,“转动曲柄” 和 “发放糖果”。

class State:
    # 定义state基类
    def insert_quarter(self):
        pass
    def eject_quarter(self):
        pass
    def turn_crank(self):
        pass
    def dispense(self):
        pass

class SoldOutState(State):
    # 继承State 类
    def __init__(self, gumball_machine):
        self.gumball_machine = gumball_machine
    def __str__(self):
        return "sold_out"
    def insert_quarter(self):
        print("You can't insert a quarter, the machine is sold out")
    def eject_quarter(self):
        print("You can't eject, you haven't inserted a quarter yet")
    def turn_crank(self):
        print("You turned, but ther are no gumballs")
    def dispense(self):
        print("No gumball dispensed")

class SoldState(State):
    # 继承State 类
    def __init__(self, gumball_machine):
        self.gumball_machine = gumball_machine
    def __str__(self):
        return "sold"
    def insert_quarter(self):
        print("Please wait, we're already giving you a gumball")
    def eject_quarter(self):
        print("Sorry, you already turned the crank")
    def turn_crank(self):
        print("Turning twice doesn't get you another gumball")
    def dispense(self):
        self.gumball_machine.release_ball()
        if gumball_machine.count > 0:
            self.gumball_machine.state = self.gumball_machine.no_quarter_state
        else:
            print("Oops, out of gumballs!")
            self.gumball_machine.state = self.gumball_machine.soldout_state

class NoQuarterState(State):
    # 继承State 类
    def __init__(self, gumball_machine):
        self.gumball_machine = gumball_machine
    def __str__(self):
        return "no_quarter"
    def insert_quarter(self):
        # 投币 并且改变状态
        print("You inserted a quarter")
        self.gumball_machine.state = self.gumball_machine.has_quarter_state
    def eject_quarter(self):
        print("You haven't insert a quarter")
    def turn_crank(self):
        print("You turned, but there's no quarter")
    def dispense(self):
        print("You need to pay first")

class HasQuarterState(State):
    # 继承State 类
    def __init__(self, gumball_machine):
        self.gumball_machine = gumball_machine
    def __str__(self):
        return "has_quarter"
    def insert_quarter(self):
        print("You can't insert another quarter")
    def eject_quarter(self):
        print("Quarter returned")
        self.gumball_machine.state = self.gumball_machine.no_quarter_state
    def turn_crank(self):
        print("You turned...")
        self.gumball_machine.state = self.gumball_machine.sold_state
    def dispense(self):
        print("No gumball dispensed")

class GumballMachine:
    def __init__(self, count=0):
        self.count = count
        # 找出所有状态,并创建实例变量来持有当前状态,然后定义状态的值
        self.soldout_state = SoldOutState(self)
        self.no_quarter_state = NoQuarterState(self)
        self.has_quarter_state = HasQuarterState(self)
        self.sold_state = SoldState(self)
        if count > 0:
            self.state = self.no_quarter_state
        else:
            self.state = self.soldout_state
    def __str__(self):
        return ">>> Gumball machine current state: %s" % self.state
    def insert_quarter(self):
        # 投入25分钱
        self.state.insert_quarter()
    def eject_quarter(self):
        # 退回25分
        self.state.eject_quarter()
        # print("state", self.state, type(self.state))
    def turn_crank(self):
        # 转动曲柄
        # print("state", self.state, type(self.state))
        self.state.turn_crank()
    def release_ball(self):
        # 发放糖果
        print("A gumball comes rolling out the slot...")
        if self.count > 0:
            self.count -= 1
        
if __name__ == "__main__":
    # 以下是代码测试
    gumball_machine = GumballMachine(5) # 装入5 个糖果
    print(gumball_machine)
    gumball_machine.insert_quarter() # 投入25分钱
    gumball_machine.turn_crank() # 转动曲柄
    print(gumball_machine)
    gumball_machine.insert_quarter() #投入25分钱
    gumball_machine.eject_quarter()  # 退钱
    gumball_machine.turn_crank()     # 转动曲柄
    print(gumball_machine)
    gumball_machine.insert_quarter() # 投入25分钱
    gumball_machine.turn_crank() # 转动曲柄 
    gumball_machine.insert_quarter() # 投入25分钱 
    gumball_machine.turn_crank()  # 转动曲柄
    gumball_machine.eject_quarter() # 退钱
    print(gumball_machine)

总结

本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注脚本之家的更多内容!   

相关文章

  • python之yield和Generator深入解析

    python之yield和Generator深入解析

    这篇文章主要介绍了python之yield和Generator深入解析,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2019-09-09
  • Python速成篇之像selenium一样操作电脑详解

    Python速成篇之像selenium一样操作电脑详解

    这篇文章为大家介绍了在Python中如何像selenium一样操作电脑,本文主要使用的是pyautogui库,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的可以了解一下
    2022-08-08
  • jupyter notebook 自定义python解释器的过程详解

    jupyter notebook 自定义python解释器的过程详解

    大家都知道jupyter notebook 网页版交互环境,类似于ipython,功能强大,这篇文章主要介绍了jupyter notebook 自定义python解释器的过程,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2022-10-10
  • Keras 数据增强ImageDataGenerator多输入多输出实例

    Keras 数据增强ImageDataGenerator多输入多输出实例

    这篇文章主要介绍了Keras 数据增强ImageDataGenerator多输入多输出实例,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
    2020-07-07
  • NumPy随机数据分布与Seaborn可视化详解

    NumPy随机数据分布与Seaborn可视化详解

    数据分布是指数据集中所有可能值出现的频率,并用概率来表示,它描述了数据取值的可能性,Seaborn 是一个基于 Matplotlib 的 Python 数据可视化库,用于创建统计图表,本文就给大家详细的介绍一下NumPy随机数据分布与Seaborn可视化,需要的朋友可以参考下
    2024-05-05
  • 详解Python list和numpy array的存储和读取方法

    详解Python list和numpy array的存储和读取方法

    这篇文章主要介绍了详解Python list和numpy array的存储和读取方法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2019-11-11
  • python3 实现调用串口功能

    python3 实现调用串口功能

    今天小编就为大家分享一篇python3 实现调用串口功能,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
    2019-12-12
  • Python pickle模块用法实例

    Python pickle模块用法实例

    这篇文章主要介绍了Python pickle模块用法实例,python的pickle模块实现了基本的数据序列和反序列化,需要的朋友可以参考下
    2015-04-04
  • python开发简单的命令行工具简介

    python开发简单的命令行工具简介

    这篇文章主要介绍了python开发简单的命令行工具实例的相关资料,需要的朋友可以参考下
    2023-02-02
  • python:动态路由的Flask程序代码

    python:动态路由的Flask程序代码

    今天小编就为大家分享一篇python:动态路由的Flask程序代码,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
    2019-11-11

最新评论