学习JavaScript设计模式之状态模式

Z时代
2024-01-10
分类：综合

状态模式的关键是区分事物内部的状态，事物内部状态的改变往往会带来事物的行为改变。

当电灯开着，此时按下开关，电灯会切换到关闭状态；再按一次开关，电灯又将被打开。同一个开关在不同的状态下，表现出来的行为是不一样的。

一、有限状态机

状态总数（state）是有限的。

任一时刻，只处在一种状态之中。

某种条件下，会从一种状态转变（transition）到另一种状态。

允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为，对象看起来似乎修改了它的类。

解释：

（1）将状态封装成独立的类，并将请求委托给当前的状态对象，当对象的内部状态发生改变时，会带来不同的行为变化。

（2）使用的对象，在不同的状态下具有截然不同的行为（委托效果）

谈到封装，一般优先考虑封装对象的行为，而不是对象的状态。

但在状态模式中刚好相反，状态模式的关键是把事物的每种状态都封装成单独的类。

二、示例

点灯程序（弱光 –> 强光 –> 关灯）循环


// 关灯
var OffLightState = function(light) {
  this.light = light;
};
// 弱光
var OffLightState = function(light) {
  this.light = light;
};
// 强光
var StrongLightState = function(light) {
  this.light = light;
};
var Light = function(){
  /* 开关状态 */
  this.offLight = new OffLightState(this);
  this.weakLight = new WeakLightState(this);
  this.spanLight = new StrongLightState(this);
  /* 快关按钮 */
  this.button = null;
};
Light.prototype.init = function() {
  var button = document.createElement("button"),
    self = this;
  this.button = document.body.appendChild(button);
  this.button.innerHTML = '开关';
  this.currentState = this.offLight;
  this.button.click = function() {
    self.currentState.buttonWasPressed();
  }
};
// 让抽象父类的抽象方法直接抛出一个异常（避免状态子类未实现buttonWasPressed方法）
Light.prototype.buttonWasPressed = function() {
  throw new Error("父类的buttonWasPressed方法必须被重写");
};
Light.prototype.setState = function(newState) {
  this.currentState = newState;
};
/* 关灯 */
OffLightState.prototype = new Light(); // 继承抽象类
OffLightState.prototype.buttonWasPressed = function() {
  console.log("关灯！");
  this.light.setState(this.light.weakLight);
}
/* 弱光 */
WeakLightState.prototype = new Light();
WeakLightState.prototype.buttonWasPressed = function() {
  console.log("弱光！");
  this.light.setState(this.light.spanLight);
};
/* 强光 */
StrongLightState.prototype = new Light();
StrongLightState.prototype.buttonWasPressed = function() {
  console.log("强光！");
  this.light.setState(this.light.offLight);
};

PS：说明补充

必须把OffLightState、WeakLightState、StrongLightState构造函数提前。


new A("a");
var A = function(a) {
  console.log(a)
}
new B("b");
function B(b) {
  console.log(b);
}

函数声明会被提升到普通变量之前。

三、性能优化点

（1）如何管理状态对象的创建和销毁？

第一种仅当state对象被需要时才创建并随后销毁（state对象比较庞大，优先选择），

另一种是一开始就创建好所有的状态对象，并且始终不销毁它们（状态改变频繁）。

（2）利用享元模式共享一个state对象。

四、JavaScript版本的状态机

（1）通过Function.prototype.call方法直接把请求委托给某个字面量对象来执行


// 状态机
var FSM = {
  off: {
    buttonWasPressed: function() {
      console.log("关灯");
      this.button.innerHTML = "下一次按我是开灯";   // 这是Light上的属性！！！
      this.currState = FSM.on;            // 这是Light上的属性！！！
    }
  },
  on: {
    buttonWasPressed: function() {
      console.log("开灯");
      this.button.innerHTML = "下一次按我是关灯";
      this.currState = FSM.off;
    }
  },
};
var Light = function() {
  this.currState = FSM.off;  // 设置当前状态
  this.button = null;
};
Light.prototype.init = function() {
  var button = document.createElement("button");
  self = this;
  button.innerHTML = "已关灯";
  this.button = document.body.appendChild(button);
  this.button.onclick = function() {
    // 请求委托给FSM状态机
    self.currState.buttonWasPressed.call(self);
  }
}
var light = new Light();
light.init();

（2）利用delegate函数


var delegate = function(client, delegation) {
  return {
    buttonWasPressed: function() {
      return delegation.buttonWasPressed.apply(client, arguments);
    }
  };
};
// 状态机
var FSM = {
  off: {
    buttonWasPressed: function() {
      console.log("关灯");
      this.button.innerHTML = "下一次按我是开灯";
      this.currState = this.onState;
    }
  },
  on: {
    buttonWasPressed: function() {
      console.log("开灯");
      this.button.innerHTML = "下一次按我是关灯";
      this.currState = this.offState;
    }
  },
};
var Light = function() {
  this.offState = delegate(this, FSM.off);
  this.onState = delegate(this, FSM.on);
  this.currState = this.offState; // 设置当前状态
  this.button = null;
};
Light.prototype.init = function() {
  var button = document.createElement("button");
  self = this;
  button.innerHTML = "已关灯";
  this.button = document.body.appendChild(button);
  this.button.onclick = function() {
    // 请求委托给FSM状态机
    self.currState.buttonWasPressed();
  }
}
var light = new Light();
light.init();