state 和 statement

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1. Strategy Pattern and State Pattern

(1) Strategy Pattern (i)定义：

定义了算法族，把变化的各个部分封装起来，使得算法可以相互替换并独立于使用该算法的客户。

(ii)结构图： Strategy Pattern/State Pattern - chenxuezhen_1 - 风中飘絮

(iii)意图：封装变化以便类型在运行时根据需要选择合适的算法。这样提高了代码的复用度，也使程序更改更方便。

(iv)用到的OO原则：封装变化；对扩展开放，对修改关闭；针对接口编程而不是实现编程；多用组合少用继承。

(v)例子： 假设我们要完成公司员工这个类的操作，算法如下：

Employees {

string height；

string weight;

string diploma;

public string Description() {

string desc=””; desc += “Heighht:”+height+”;”；

desc += “Weighht:”+weight+”;”；

desc += “Diploma:”+diploma+”;”；

return desc;

}

public decimal GetWage() {

decimal wage if(temp) {

wage = 10*hours;

}

if(accountant) {

wage = 2000+ bonus;

} if(manager) {

wage 5000+bonus+ earning*5%;

}

……

return wage;

}

} 这里，我们假设Employees这个类有两个函数，一个用于个人情况描述的，一个用于计算工资的。个人描述是不变的，而工资的算法则因人而异。这样如果员工的种类改变了，增加或减少都要对类里面的函数进行修改。这种情况下我们就可以用Strategy Pattern来处理了。 首先把变化的部分也就是GetWage这个函数抽象出来成为一个接口或者抽象类： Interface Wage { GetWage(); } 然后根据具体需要加入Wage的子类实现GetWage(); TempWage:Wage { GetWage() { wage = 10*hours; } } AccountantWage:Wage { GetWage() { wage = 2000+ bonus; } } ManagerWage:Wage { GetWage() { wage 5000+bonus+ earning*5%; } } 这样以后就可以在Employees中声明一个Wage接口，把工资的计算委托给Wage接口中的函数来实现，Employees就变成： Employees { Wage wage; public Employees(Wage wage) { this.wage = wage; } string height； string weight; string diploma; public string Description() { string desc=””; desc += “Heighht:”+height+”;”； desc += “Weighht:”+weight+”;”； desc += “Diploma:”+diploma+”;”； return desc; } public decimal GetWage() { wage.GetWage(); } } 这样之后如果程序中要算Manager的工资就可以这样来做了： Manager ：Employees() { public Manager() { wage = new ManagerWage();//这里决定用具体哪个工资计算法 } } 这时，主函数中用到的GetWage将是wage 5000+bonus+ earning*5%; Static void main() { Manager manager = new Manager(); Manager.GetWage(); Employees tempemployees = new Employees (new TempWage())； Tempemployees.GetWage();//这里用的将是Temp的工资计算法 } 例子中用策略模式的好处是：如果以后有新的工资计算法，我们只需要加入一个新的Wage子类，而不需要对Employees这个类做任何的改动。这样做还可以复用代码，如果另外一个类有类似的计算和某个工资计算一样，我们也可以直接用Wage这个接口，而不需要加入新的类或接口。 (2) State Pattern (i) 定义：允许对象在内部状态改变的时候改变其行为，使得对象看起来好像改变了它的类。 (ii) 结构图： Strategy Pattern/State Pattern - chenxuezhen_1 - 风中飘絮 (iii) 意图：把与对象状态相关的行为放入状态组成的类中，使对象状态的行为能够随着状态的改变而该变。 (iv) 用到的OO原则：和Strategy Pattern一样。 (v) 例子： 这里我们用TCP连接来举例，TCP连接有三个状态：Open，Lisening， Close，初步实现如下： TCPConnection { string open_state =”open”; string closed_state = “closed”; string listening_state = “listening”; string state = closed_state; public string Open { if(state == open_state) { return “TCP has been opened”; } if(state == closed_state) { state = open_state; return “open successfully” } if(state == listening_state) { return “TCP is listening”; } } public string Close { if(state == open_state) { state =closed_state; return “Closed Successfully”; } if(state == closed_state) { return “TCP has been closed” } if(state == listening_state) { state =closed_state; return “Closed Successfully”; } } public string Listening { if(state == open_state) { state =listening_state; return "Listen Successfully”; } if(state == closed_state) { return “TCP has been closed” } if(state == listening_state) { return “TCP is listening”; } } } 这样，如果我们每加一个State的话，要为每个函数都加一条实现语句，不仅麻烦还很容易出现bug.于是我们就想到了State Pattern。 实现一个State接口： State { Open(); Close(); Listening(); } 实现各个具体状态类： OpenState：State { TCPConnection tcp;//用于记录状态 Open（） { return “TCP has been opened”; } Close() { tcp.state = CloseState; return “Close Succefully”; } Listening() { tcp.state = ListenState; return “Listen Succefully”; } } CloseState：State { TCPConnection tcp;//用于记录状态 Close（） { return “TCP has been closed”; } Open() { tcp.state = OpenState; return “Open Succefully”; } Listening() { return “TCP has been closed”; } } ListenState：State { TCPConnection tcp;//用于记录状态 Open（） { return “TCP is listening”; } Close() { tcp.state = CloseState; return “Close Succefully”; } Listening() { return “TCP has been closed”; } } 这样改了之后TCPConnection就可以写成： TCPConnection { State OpenState； State CloseState； State ListinState State state = CloseState ； state.Open(); state.Close(); state.Listening(); } 使用State Pattern后如果加入新的状态，我们只需要加入新状态的一个State子类就可以了。 (3) Strategy Pattern和State Pattern 异同点： (i) 同点：两种模式的结构图一样，做法都是用接口或者抽象类来封装变化的方法。一般来说在类中有许多判断语句的时候就可以考虑使用这两种模式。（当然模式使用时基于变化的，如果判断语句的条件是定死的，那么不用设计模式也没有问题） (ii) 不同点：意图不一样：State Pattern中很显著的特点就是有状态和行为，并且行为随着状态的改变而改变，相当于判断语句中的条件是一种种状态。State Pattern中实现的状态子类中是有耦合的。而Strategy Pattern，我个人认为判断语句中的条件是类别，不同的类型实现的操作不一样，这样就可以把操作抽象出来。抽象出来的操作子类之间是解耦的。