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深入理解JavaScript系列(43):設計模式之狀態模式詳解
編輯:JavaScript基礎知識     

介紹

狀態模式(State)允許一個對象在其內部狀態改變的時候改變它的行為,對象看起來似乎修改了它的類。

正文

舉個例子,就比如我們平時在下載東西,通常就會有好幾個狀態,比如准備狀態(ReadyState)、下載狀態(DownloadingState)、暫停狀態(DownloadPausedState)、下載完畢狀態(DownloadedState)、失敗狀態(DownloadFailedState),也就是說在每個狀態都只可以做當前狀態才可以做的事情,而不能做其它狀態能做的事兒。

由於State模式描述了下載(Download)如何在每一種狀態下表現出不同的行為。這一模式的關鍵思想就是引入了一個叫做State的抽象類(或JS裡的函數)來表示下載狀態,State函數(作為原型)為每個狀態的子類(繼承函數)聲明了一些公共接口。其每個繼承函數實現與特定狀態相關的行為,比如DownloadingState和DownloadedState分別實現了正在下載和下載完畢的行為。這些行為可以通過Download來來維護。

讓我們來實現一把,首先定義作為其他基礎函數的原型的State函數:
復制代碼 代碼如下:
var State = function () {

};

State.prototype.download = function () {
    throw new Error("該方法必須被重載!");
};

State.prototype.pause = function () {
    throw new Error("該方法必須被重載!");
};

State.prototype.fail = function () {
    throw new Error("該方法必須被重載!");
};

State.prototype.finish = function () {
    throw new Error("該方法必須被重載!");
};

我們為State的原型定義了4個方法接口,分別對應著下載(download)、暫停(pause)、失敗(fail)、結束(finish)以便子函數可以重寫。

在編寫子函數之前,我們先來編寫一個ReadyState函數,以便可以將狀態傳遞給第一個download狀態:
復制代碼 代碼如下:
var ReadyState = function (oDownload) {
    State.apply(this);
    this.oDownload = oDownload;
};

ReadyState.prototype = new State();

ReadyState.prototype.download = function () {
    this.oDownload.setState(this.oDownload.getDownloadingState());
    // Ready以後,可以開始下載,所以設置了Download函數裡的狀態獲取方法
 console.log("Start Download!");
};

ReadyState.prototype.pause = function () {
    throw new Error("還沒開始下載,不能暫停!");
};

ReadyState.prototype.fail = function () {
    throw new Error("文件還沒開始下載,怎麼能說失敗呢!");
};

ReadyState.prototype.finish = function () {
    throw new Error("文件還沒開始下載,當然也不能結束了!");
};

該函數接收了一個Download維護函數的實例作為參數,Download函數用於控制狀態的改變和獲取(類似於中央控制器,讓外部調用),ReadyState重寫了原型的download方法,以便開始進行下載。我們繼續來看Download函數的主要功能:
復制代碼 代碼如下:
var Download = function () {
    this.oState = new ReadyState(this);
};

Download.prototype.setState = function (oState) {
    this.oState = oState;
};

// 對外暴露的四個公共方法,以便外部調用

Download.prototype.download = function () {
    this.oState.download();
};

Download.prototype.pause = function () {
    this.oState.pause();
};

Download.prototype.fail = function () {
    this.oState.fail();
};

Download.prototype.finish = function () {
    this.oState.finish();
};

//獲取各種狀態,傳入當前this對象
Download.prototype.getReadyState = function () {
    return new ReadyState(this);
};

Download.prototype.getDownloadingState = function () {
    return new DownloadingState(this);
};

Download.prototype.getDownloadPausedState = function () {
    return new DownloadPausedState(this);
};

Download.prototype.getDownloadedState = function () {
    return new DownloadedState(this);
};

Download.prototype.getDownloadedFailedState = function () {
    return new DownloadFailedState(this);
};

Download函數的原型提供了8個方法,4個是對用於下載狀態的操作行為,另外4個是用於獲取當前四個不同的狀態,這4個方法都接收this作為參數,也就是將Download實例自身作為一個參數傳遞給處理該請求的狀態對象(ReadyState 以及後面要實現的繼承函數),這使得狀態對象比必要的時候可以訪問oDownlaod。

接下來,繼續定義4個相關狀態的函數:
復制代碼 代碼如下:
var DownloadingState = function (oDownload) {
    State.apply(this);
    this.oDownload = oDownload;
};

DownloadingState.prototype = new State();

DownloadingState.prototype.download = function () {
    throw new Error("文件已經正在下載中了!");
};

DownloadingState.prototype.pause = function () { this.oDownload.setState(this.oDownload.getDownloadPausedState());
    console.log("暫停下載!");
};

DownloadingState.prototype.fail = function () { this.oDownload.setState(this.oDownload.getDownloadedFailedState());
    console.log("下載失敗!");
};

DownloadingState.prototype.finish = function () {
    this.oDownload.setState(this.oDownload.getDownloadedState());
    console.log("下載完畢!");
};

DownloadingState的主要注意事項就是已經正在下載的文件,不能再次開始下載了,其它的狀態都可以連續進行。
復制代碼 代碼如下:
var DownloadPausedState = function (oDownload) {
    State.apply(this);
    this.oDownload = oDownload;
};

DownloadPausedState.prototype = new State();

DownloadPausedState.prototype.download = function () {
    this.oDownload.setState(this.oDownload.getDownloadingState());
    console.log("繼續下載!");
};

DownloadPausedState.prototype.pause = function () {
    throw new Error("已經暫停了,咋還要暫停呢!");
};

DownloadPausedState.prototype.fail = function () { this.oDownload.setState(this.oDownload.getDownloadedFailedState());
    console.log("下載失敗!");
};

DownloadPausedState.prototype.finish = function () {
    this.oDownload.setState(this.oDownload.getDownloadedState());
    console.log("下載完畢!");
};

DownloadPausedState函數裡要注意的是,已經暫停的下載,不能再次暫停。
復制代碼 代碼如下:
var DownloadedState = function (oDownload) {
    State.apply(this);
    this.oDownload = oDownload;
};

DownloadedState.prototype = new State();

DownloadedState.prototype.download = function () {
    this.oDownload.setState(this.oDownload.getDownloadingState());
    console.log("重新下載!");
};

DownloadedState.prototype.pause = function () {
    throw new Error("對下載完了,還暫停啥?");
};

DownloadedState.prototype.fail = function () {
    throw new Error("都下載成功了,咋會失敗呢?");
};

DownloadedState.prototype.finish = function () {
    throw new Error("下載成功了,不能再為成功了吧!");
};

DownloadedState函數,同理成功下載以後,不能再設置finish了,只能設置重新下載狀態。
復制代碼 代碼如下:
var DownloadFailedState = function (oDownload) {
    State.apply(this);
    this.oDownload = oDownload;
};

DownloadFailedState.prototype = new State();

DownloadFailedState.prototype.download = function () {
    this.oDownload.setState(this.oDownload.getDownloadingState());
    console.log("嘗試重新下載!");
};

DownloadFailedState.prototype.pause = function () {
    throw new Error("失敗的下載,也不能暫停!");
};

DownloadFailedState.prototype.fail = function () {
    throw new Error("都失敗了,咋還失敗呢!");
};

DownloadFailedState.prototype.finish = function () {
    throw new Error("失敗的下載,肯定也不會成功!");
};

同理,DownloadFailedState函數的失敗狀態,也不能再次失敗,但可以和finished以後再次嘗試重新下載。

調用測試代碼,就非常簡單了,我們在HTML裡演示吧,首先是要了jquery,然後有3個按鈕分別代表:開始下載、暫停、重新下載。(注意在Firefox裡用firebug查看結果,因為用了 console.log方法)。

復制代碼 代碼如下:
<html>
<head>
    <link type="text/css" rel="stylesheet" href="http://www.cnblogs.com/css/style.css" />
    <title>State Pattern</title>
    <script type="text/javascript" src="/jquery.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="Download.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="states/State.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="states/DownloadFailedState.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="states/DownloadPausedState.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="states/DownloadedState.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="states/DownloadingState.js"></script>
    <script type="text/javascript" src="states/ReadyState.js"></script>
</head>
<body>
    <input type="button" value="開始下載" id="download_button" />
    <input type="button" value="暫停" id="pause_button" />
    <input type="button" value="重新下載" id="resume_button" />
    <script type="text/javascript">
        var oDownload = new Download();
        $("#download_button").click(function () {
            oDownload.download();
        });

        $("#pause_button").click(function () {
            oDownload.pause();
        });

        $("#resume_button").click(function () {
            oDownload.download();
        });
    </script>
</body>
</html>

總結

狀態模式的使用場景也特別明確,有如下兩點:

1.一個對象的行為取決於它的狀態,並且它必須在運行時刻根據狀態改變它的行為。
2.一個操作中含有大量的分支語句,而且這些分支語句依賴於該對象的狀態。狀態通常為一個或多個枚舉常量的表示。

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