1. 简介
状态模式（State Pattern）是一种行为设计模式，通常使用它来实现有限状态机（Finite-State Machine），从而解决对象在不同状态下的行为差异问题，并且可以避免使用大量的条件语句来处理这些差异。
2. 模式结构
一个抽象的状态模式的UML关系图如下：
classDiagram
class Client {
+main()
}
class State {
<<interface>>
+handle()
}
class ConcreteState {
+handle()
}
class Context {
-state: State
+changeState(state: State)
+handle()
}
State <|.. ConcreteState
Context o-- State
Client ..> Context
Client ..> ConcreteState
- Context（上下文类） ：维护一个指向状态对象的引用，这个引用定义了环境对象的当前状态。
- State（状态接口） ：定义了一个接口，用于封装上下文的特定状态的行为。
- ConcreteState（具体状态类） ：实现 State 接口，并定义具体状态的行为。
- CLient（客户端）：调用上下文，并根据不同的条件切换上下文的状态。
3. 优缺点以及使用场景
优点：
- 封装性：状态相关的操作被封装在具体的状态类中，遵循单一职责原则。
- 可扩展性：新增状态时，只需增加相应的具体状态类，不会影响到其他类。
- 减少条件语句：避免在环境类中使用大量的条件语句来判断当前的状态。
缺点：
- 增加系统复杂性：对于简单的状态逻辑，使用状态模式可能会增加系统的复杂性。
- 增加对象数量：每个状态都需要一个具体的状态类，可能会增加系统中对象的数量。
应用场景：
- 对象的行为依赖于其状态，且状态有多种可能。
- 行为随状态改变而改变，且状态的改变会影响行为的逻辑。
4. 练习：【设计模式专题之状态模式】20-开关台灯
"""
【设计模式专题之状态模式】20-开关台灯
时间限制：1.000S 空间限制：256MB
题目描述
小明家有一个灯泡，刚开始为关闭状态（OffState）。台灯可以接收一系列的指令，包括打开（"ON"）、关闭（"OFF"）和闪烁（"blink"）。每次接收到一个指令后，台灯会执行相应的操作，并输出当前灯泡的状态。请设计一个程序模拟这个灯泡系统。
输入描述
第一行是一个整数 n（1 <= n <= 1000），表示接收的命令数量。
接下来的 n 行，每行包含一个字符串 s，表示一个命令（"ON"、"OFF"或"blink"）。
输出描述
对于每个命令，输出一行，表示执行该命令后灯泡的状态。
输入示例
5
ON
OFF
BLINK
OFF
ON
输出示例
Light is ON
Light is OFF
Light is Blinking
Light is OFF
Light is ON
"""
from abc import ABC, abstractmethod
class State(ABC):
@abstractmethod
def show(self):
raise NotImplemented
class OnState(State):
def __init__(self):
self.name = "ON"
def show(self):
print(f"Light is ON")
class OffState(State):
def __init__(self):
self.name = "OFF"
def show(self):
print(f"Light is OFF")
class BlinkState(State):
def __init__(self):
self.name = "BLINK"
def show(self):
print(f"Light is Blinking")
class Light:
def __init__(self, state: State):
self.state = state
def changeState(self, state: State):
self.state = state
def show(self):
if self.state:
self.state.show()
def client():
n = int(input())
light = Light(OffState())
for _ in range(n):
stateName = input()
if stateName == "ON":
state = OnState()
elif stateName == "OFF":
state = OffState()
else:
assert stateName == "BLINK"
state = BlinkState()
light.changeState(state)
light.show()
if __name__ == "__main__":
client()
