深入理解JavaScript系列（43）：設計模式之狀態模式

2012-04-18 06:56 湯姆大叔閱讀(13768) 評論(13) 收藏舉報

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，比如準備狀態（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。

由于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里的函數）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：

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：

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以后，可以開始下載，所以設置了Download函數里的狀態獲取方法
 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，怎么能說失敗呢!");
};

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函數用于控制狀態的改變和獲取（類似于中央控制器，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：

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個是對用于下載狀態的操作行為，另外4個是用于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 以及后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：

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。

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函數里要注意的是，已經暫停的下載，不能再次暫停。

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，同理成功下載以后，不能再設置finish了，只能設置重新下載狀態。

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以后再次嘗試重新下載。

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

<html>
<head>
    <link type="text/css" rel="stylesheet" href="http://www.rzrgm.cn/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：

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

參考：https://github.com/tcorral/Design-Patterns-in-Javascript/blob/master/State/1/index.html

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