## 問題 你想實現一個狀態機或者是在不同狀態下執行操作的對象，但是又不想在代碼中出現太多的條件判斷語句。 ## 解決方案 在很多程序中，有些對象會根據狀態的不同來執行不同的操作。比如考慮如下的一個連接對象： class Connection: """普通方案，好多個判斷語句，效率低下~~""" def __init__(self): self.state = 'CLOSED' def read(self): if self.state != 'OPEN': raise RuntimeError('Not open') print('reading') def write(self, data): if self.state != 'OPEN': raise RuntimeError('Not open') print('writing') def open(self): if self.state == 'OPEN': raise RuntimeError('Already open') self.state = 'OPEN' def close(self): if self.state == 'CLOSED': raise RuntimeError('Already closed') self.state = 'CLOSED' 這樣寫有很多缺點，首先是代碼太復雜了，好多的條件判斷。其次是執行效率變低，因為一些常見的操作比如read()、write()每次執行前都需要執行檢查。 一個更好的辦法是為每個狀態定義一個對象： class Connection1: """新方案——對每個狀態定義一個類""" def __init__(self): self.new_state(ClosedConnectionState) def new_state(self, newstate): self._state = newstate # Delegate to the state class def read(self): return self._state.read(self) def write(self, data): return self._state.write(self, data) def open(self): return self._state.open(self) def close(self): return self._state.close(self) # Connection state base class class ConnectionState: @staticmethod def read(conn): raise NotImplementedError() @staticmethod def write(conn, data): raise NotImplementedError() @staticmethod def open(conn): raise NotImplementedError() @staticmethod def close(conn): raise NotImplementedError() # Implementation of different states class ClosedConnectionState(ConnectionState): @staticmethod def read(conn): raise RuntimeError('Not open') @staticmethod def write(conn, data): raise RuntimeError('Not open') @staticmethod def open(conn): conn.new_state(OpenConnectionState) @staticmethod def close(conn): raise RuntimeError('Already closed') class OpenConnectionState(ConnectionState): @staticmethod def read(conn): print('reading') @staticmethod def write(conn, data): print('writing') @staticmethod def open(conn): raise RuntimeError('Already open') @staticmethod def close(conn): conn.new_state(ClosedConnectionState) 下面是使用演示： >>> c = Connection() >>> c._state <class '__main__.ClosedConnectionState'> >>> c.read() Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> File "example.py", line 10, in read return self._state.read(self) File "example.py", line 43, in read raise RuntimeError('Not open') RuntimeError: Not open >>> c.open() >>> c._state <class '__main__.OpenConnectionState'> >>> c.read() reading >>> c.write('hello') writing >>> c.close() >>> c._state <class '__main__.ClosedConnectionState'> >>> ## 討論 如果代碼中出現太多的條件判斷語句的話，代碼就會變得難以維護和閱讀。這里的解決方案是將每個狀態抽取出來定義成一個類。 這里看上去有點奇怪，每個狀態對象都只有靜態方法，并沒有存儲任何的實例屬性數據。實際上，所有狀態信息都只存儲在 `Connection` 實例中。在基類中定義的 `NotImplementedError` 是為了確保子類實現了相應的方法。這里你或許還想使用8.12小節講解的抽象基類方式。 設計模式中有一種模式叫狀態模式，這一小節算是一個初步入門！