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状态模式 ​

在状态模式（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。

在状态模式中，我们创建表示各种状态的对象和一个行为随着状态对象改变而改变的 context 对象。

意图：允许对象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。

主要解决：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。

关键代码：通常命令模式的接口中只有一个方法。而状态模式的接口中有一个或者多个方法。而且，状态模式的实现类的方法，一般返回值，或者是改变实例变量的值。也就是说，状态模式一般和对象的状态有关。实现类的方法有不同的功能，覆盖接口中的方法。状态模式和命令模式一样，也可以用于消除 if...else 等条件选择语句。

状态模式与有限状态机的概念紧密相关。

其主要思想是程序在任意时刻仅可处于几种有限的状态中。 在任何一个特定状态中， 程序的行为都不相同， 且可瞬间从一个状态切换到另一个状态。 不过， 根据当前状态， 程序可能会切换到另外一种状态， 也可能会保持当前状态不变。 这些数量有限且预先定义的状态切换规则被称为转移。

  • 上下文 （Context） 保存了对于一个具体状态对象的引用， 并会将所有与该状态相关的工作委派给它。 上下文通过状态接口与状态对象交互， 且会提供一个设置器用于传递新的状态对象。

  • 状态 （State） 接口会声明特定于状态的方法。 这些方法应能被其他所有具体状态所理解， 因为你不希望某些状态所拥有的方法永远不会被调用。

  • 具体状态 （Concrete States） 会自行实现特定于状态的方法。 为了避免多个状态中包含相似代码， 你可以提供一个封装有部分通用行为的中间抽象类。

  • 状态对象可存储对于上下文对象的反向引用。 状态可以通过该引用从上下文处获取所需信息， 并且能触发状态转移。

  • 上下文和具体状态都可以设置上下文的下个状态， 并可通过替换连接到上下文的状态对象来完成实际的状态转换。

概念示例 ​

ts
/**
 * Context定义了客户端感兴趣的接口。 它还支持State子类的一个实例，该实例表示上下文的当前状态。 
 */
class Context {
    /**
     * @type {State} A reference to the current state of the Context.
     */
    private state: State;

    constructor(state: State) {
        this.transitionTo(state);
    }

    /**
     * Context允许在运行时更改State对象。 
     */
    public transitionTo(state: State): void {
        console.log(`Context: Transition to ${(<any>state).constructor.name}.`);
        this.state = state;
        this.state.setContext(this);
    }

    /**
     * Context将其部分行为委托给当前State对象。 
     */
    public request1(): void {
        this.state.handle1();
    }

    public request2(): void {
        this.state.handle2();
    }
}

/**
 * 基类State声明了所有Concrete State都应该实现的方法，还提供了与State相关联的Context对象的反向引用。
 * 各State可以使用这种后向引用将Context转移到另一个State。
 */
abstract class State {
    protected context: Context;

    public setContext(context: Context) {
        this.context = context;
    }

    public abstract handle1(): void;

    public abstract handle2(): void;
}

/**
 * 具体状态实现与上下文状态相关联的各种行为。
 */
class ConcreteStateA extends State {
    public handle1(): void {
        console.log('ConcreteStateA handles request1.');
        console.log('ConcreteStateA wants to change the state of the context.');
        this.context.transitionTo(new ConcreteStateB());
    }

    public handle2(): void {
        console.log('ConcreteStateA handles request2.');
    }
}

class ConcreteStateB extends State {
    public handle1(): void {
        console.log('ConcreteStateB handles request1.');
    }

    public handle2(): void {
        console.log('ConcreteStateB handles request2.');
        console.log('ConcreteStateB wants to change the state of the context.');
        this.context.transitionTo(new ConcreteStateA());
    }
}

/**
 * The client code.
 */
const context = new Context(new ConcreteStateA());
context.request1();
context.request2();

执行结果 ​

ts
Context: Transition to ConcreteStateA.
ConcreteStateA handles request1.
ConcreteStateA wants to change the state of the context.
Context: Transition to ConcreteStateB.
ConcreteStateB handles request2.
ConcreteStateB wants to change the state of the context.
Context: Transition to ConcreteStateA.