一、概念

1、狀態(tài)模式的動機

? 現(xiàn)在年輕人喜歡玩游戲，有些游戲需要充錢才能獲得更高的戰(zhàn)斗力，每充錢到一定程度，就會達到某種會員狀態(tài)，在這種狀態(tài)玩家能有更好的游戲體驗。在軟件系統(tǒng)中，為了更好地對這些具有多種狀態(tài)的對象進行設(shè)計，我們可以使用一種被稱之為狀態(tài)模式的設(shè)計模式。

2、狀態(tài)模式的定義

? 狀態(tài)模式（State Pattern）：允許一個對象在其內(nèi)部狀態(tài)改變時改變它的行為，對象看起來似乎修改了它的類。其別名為狀態(tài)對象(Objects for States)，狀態(tài)模式是一種對象行為型模式。

? 狀態(tài)模式用于解決系統(tǒng)中復(fù)雜對象的狀態(tài)轉(zhuǎn)換以及不同狀態(tài)下行為的封裝問題。

3、狀態(tài)模式的3個角色

1）Context（環(huán)境類）：環(huán)境類又稱為上下文類，它是擁有多種狀態(tài)的對象。由于環(huán)境類的狀態(tài)存在多樣性且在不同狀態(tài)下對象的行為有所不同，因此將狀態(tài)獨立出去形成單獨的狀態(tài)類。在環(huán)境類中維護一個抽象狀態(tài)類State的實例，這個實例定義當前狀態(tài)，在具體實現(xiàn)時，它是一個State子類的對象。

2）State（抽象狀態(tài)類）：它用于定義一個接口以封裝與環(huán)境類的一個特定狀態(tài)相關(guān)的行為，在抽象狀態(tài)類中聲明了各種不同狀態(tài)對應(yīng)的方法，而在其子類中實現(xiàn)類這些方法，由于不同狀態(tài)下對象的行為可能不同，因此在不同子類中方法的實現(xiàn)可能存在不同，相同的方法可以寫在抽象狀態(tài)類中。

3）ConcreteState（具體狀態(tài)類）：它是抽象狀態(tài)類的子類，每一個子類實現(xiàn)一個與環(huán)境類的一個狀態(tài)相關(guān)的行為，每一個具體狀態(tài)類對應(yīng)環(huán)境的一個具體狀態(tài)，不同的具體狀態(tài)類其行為有所不同。

? 在狀態(tài)模式中，我們將對象在不同狀態(tài)下的行為封裝到不同的狀態(tài)類中，為了讓系統(tǒng)具有更好的靈活性和可擴展性，同時對各狀態(tài)下的共有行為進行封裝，我們需要對狀態(tài)進行抽象，引入了抽象狀態(tài)類角色。

4、結(jié)構(gòu)圖

狀態(tài)模式

二、示例

? 在狀態(tài)模式中引入了抽象狀態(tài)類和具體狀態(tài)類，它們是狀態(tài)模式的核心。在狀態(tài)模式中實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，具體狀態(tài)類可通過調(diào)用環(huán)境類Context的setState()方法進行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換操作，也可以統(tǒng)一由環(huán)境類Context來實現(xiàn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。

1）先創(chuàng)建一個MemberState協(xié)議，有個handle()方法，表示抽象狀態(tài)類；

2）然后創(chuàng)建四個類NormalMemberState、GoldMemberState、PlatinumMemberState和DiamondMemberState，都遵循MemberState協(xié)議，表示具體狀態(tài)類；

3）最后創(chuàng)建一個Person類，有一個state屬性，表示環(huán)境類。

具體代碼如下：

MemberState協(xié)議：

// 會員狀態(tài)
@protocol MemberState <NSObject>
- (void)handle; //聲明抽象業(yè)務(wù)方法，不同的具體狀態(tài)類可以不同的實現(xiàn)
@end

typedef id<MemberState> MemberState;

NormalMemberState、GoldMemberState、PlatinumMemberState和DiamondMemberState類：

// NormalMemberState 普通會員
@interface NormalMemberState : NSObject<MemberState>
@end
@implementation NormalMemberState
- (void)handle {
    NSLog(@"普通會員：剛出生，攻擊力5，只能打敗普通人");
}
@end

// GoldMemberState 黃金會員
@interface GoldMemberState : NSObject<MemberState>
@end
@implementation GoldMemberState
- (void)handle {
    NSLog(@"黃金會員：長大了，攻擊力200，打敗比克大魔王");
}
@end

// PlatinumMemberState 白金會員
@interface PlatinumMemberState : NSObject<MemberState>
@end
@implementation PlatinumMemberState
- (void)handle {
    NSLog(@"白金會員：變身超級賽亞人1，攻擊力20000，擊敗宇宙魔王弗利薩");
}
@end

// DiamondMemberState 鉆石會員
@interface DiamondMemberState : NSObject<MemberState>
@end
@implementation DiamondMemberState
- (void)handle {
    NSLog(@"鉆石會員：變身超級賽亞人2，攻擊力200000，擊殺生化人沙魯");
}
@end

Person類：

// 環(huán)境類
@interface Person : NSObject
// 其他屬性值，該屬性值的變化可能會導(dǎo)致對象狀態(tài)發(fā)生變化
@property(nonatomic, assign) NSInteger money;
@property(nonatomic, strong) MemberState state; //維持一個對抽象狀態(tài)對象的引用
- (void)playGame;
@end

@implementation Person
- (void)setMoney:(NSInteger)money {
    _money = money;
    [self changeState];
}

// 判斷屬性值，根據(jù)屬性值進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換
- (void)changeState {
    NSInteger money = self.money;
    if (money <= 0) {
        NSLog(@"請充值，才能有更好的游戲體驗");
        return;
    }
    
    if (money < 10) {
        self.state = [NormalMemberState new];
    } else if (money < 100) {
        self.state = [GoldMemberState new];
    } else if (money < 1000) {
        self.state = [PlatinumMemberState new];
    } else {
        self.state = [DiamondMemberState new];
    }
}

- (void)playGame {
    [self.state handle]; //調(diào)用狀態(tài)對象的業(yè)務(wù)方法
}
@end

運行代碼：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 創(chuàng)建孫悟空對象
    Person *monkeyKing = [Person new];
    monkeyKing.money = 5;
    [monkeyKing playGame];
    
    monkeyKing.money = 50;
    [monkeyKing playGame];
    
    monkeyKing.money = 500;
    [monkeyKing playGame];
    
    monkeyKing.money = 5000;
    [monkeyKing playGame];
}

打印結(jié)果：

普通會員：剛出生，攻擊力5，只能打敗普通人
黃金會員：長大了，攻擊力200，打敗比克大魔王
白金會員：變身超級賽亞人1，攻擊力20000，擊敗宇宙魔王弗利薩
鉆石會員：變身超級賽亞人2，攻擊力200000，擊殺生化人沙魯

三、總結(jié)

? 狀態(tài)模式將一個對象在不同狀態(tài)下的不同行為封裝在一個個狀態(tài)類中，通過設(shè)置不同的狀態(tài)對象可以讓環(huán)境對象擁有不同的行為，而狀態(tài)轉(zhuǎn)換的細節(jié)對于客戶端而言是透明的，方便了客戶端的使用。

1、優(yōu)點

1、 封裝了狀態(tài)的轉(zhuǎn)換規(guī)則，在狀態(tài)模式中可以將狀態(tài)的轉(zhuǎn)換代碼封裝在環(huán)境類或者具體狀態(tài)類中，可以對狀態(tài)轉(zhuǎn)換代碼進行集中管理，而不是分散在一個個業(yè)務(wù)方法中。

2、將所有與某個狀態(tài)有關(guān)的行為放到一個類中，只需要注入一個不同的狀態(tài)對象即可使環(huán)境對象擁有不同的行為。

3、允許狀態(tài)轉(zhuǎn)換邏輯與狀態(tài)對象合成一體，而不是提供一個巨大的條件語句塊，狀態(tài)模式可以讓我們避免使用龐大的條件語句來將業(yè)務(wù)方法和狀態(tài)轉(zhuǎn)換代碼交織在一起。

4、可以讓多個環(huán)境對象共享一個狀態(tài)對象，從而減少系統(tǒng)中對象的個數(shù)。

2、缺點

1、狀態(tài)模式的使用必然會增加系統(tǒng)中類和對象的個數(shù)，導(dǎo)致系統(tǒng)運行開銷增大。

2、狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)都較為復(fù)雜，如果使用不當將導(dǎo)致程序結(jié)構(gòu)和代碼的混亂，增加系統(tǒng)設(shè)計的難度。

3、狀態(tài)模式對“開閉原則”的支持并不太好，增加新的狀態(tài)類需要修改那些負責狀態(tài)轉(zhuǎn)換的源代碼，否則無法轉(zhuǎn)換到新增狀態(tài)。

3、適用場景

1、對象的行為依賴于它的狀態(tài)（如某些屬性值），狀態(tài)的改變將導(dǎo)致行為的變化。

2、在代碼中包含大量與對象狀態(tài)有關(guān)的條件語句，這些條件語句的出現(xiàn)，會導(dǎo)致代碼的可維護性和靈活性變差，不能方便地增加和刪除狀態(tài)，并且導(dǎo)致客戶類與類庫之間的耦合增強。

Demo地址：iOS-Design-Patterns