C#中对象状态模式怎么实现

这篇文章主要介绍了C#中对象状态模式怎么实现的相关知识，内容详细易懂，操作简单快捷，具有一定借鉴价值，相信大家阅读完这篇C#中对象状态模式怎么实现文章都会有所收获，下面我们一起来看看吧。

定义枚举表示教程进度

首先用一个枚举，表示教程进行的不同程度

enum TutorialState{    GetGold,    GetIron,    KillEnemy,    LevelUp}

定义角色类

无需多言，封装收集到的资源数、击杀敌人数量、角色等级和一些升级接口等

class Player{    private int ironNum;    private int goldNum;    private int enemyKilled;    private int level;    public int IronNum => ironNum;    public int GoldNum => goldNum;    public int EnemyKilled => enemyKilled;    public int Level => level;    public void CollectIron(int num)    {        ironNum += num;    }    public void CollectGold(int num)    {        goldNum += num;    }    public void KillEnemy()    {        enemyKilled++;    }    public void LevelUp()    {        level++;    }}

定义教程类

定义一个教程类，包括

• 显示帮助文字以协助玩家通过当前教程步骤

• 判断玩家是否已经完成当前教程步骤，若是，切换到下一个步骤直到完成教程

class GameTutorial{    private TutorialState currentState;    private Player player;    public GameTutorial(Player player)    {        this.player = player;    }    public void ShowHelpDescription()    {        switch (currentState)        {            case TutorialState.GetGold:                Console.WriteLine("Please follow instruction to get gold");                break;            case TutorialState.GetIron:                Console.WriteLine("Please follow instruction to get Iron");                break;            case TutorialState.KillEnemy:                Console.WriteLine("Please follow instruction to kill enemy");                break;            case TutorialState.LevelUp:                Console.WriteLine("Please follow instruction to Up your level");                break;            default:                throw new Exception("Not Support");        }    }    public void ValidateState()    {        switch (currentState)        {            case TutorialState.GetGold:                {                    if (player.GoldNum > 0)                    {                        Console.WriteLine("Congratulations, you finished Gold Collect Phase");                        currentState = TutorialState.GetIron;                    }                    else                    {                        Console.WriteLine("You need to collect gold");                    }                    break;                }            case TutorialState.GetIron:                {                    if (player.IronNum > 0)                    {                        Console.WriteLine("Congratulations, you finished Iron Collect Phase");                        currentState = TutorialState.KillEnemy;                    }                    else                    {                        Console.WriteLine("You need to collect Iron");                    }                    break;                }            case TutorialState.KillEnemy:                {                    if (player.EnemyKilled > 0)                    {                        Console.WriteLine("Congratulations, you finished Enemy Kill Phase");                        currentState = TutorialState.LevelUp;                    }                    else                    {                        Console.WriteLine("You need to kill enemy");                    }                    break;                }            case TutorialState.LevelUp:                {                    if (player.Level > 0)                    {                        Console.WriteLine("Congratulations, you finished the whole tutorial");                        currentState = TutorialState.LevelUp;                    }                    else                    {                        Console.WriteLine("You need to level up");                    }                    break;                }            default:                throw new Exception("Not Support");        }    }}

测试代码

static void Main(string[] args){    Player player = new Player();    GameTutorial tutorial = new GameTutorial(player);    tutorial.ShowHelpDescription();    tutorial.ValidateState();    //收集黄金    player.CollectGold(1);    tutorial.ValidateState();    tutorial.ShowHelpDescription();    //收集木头    player.CollectIron(1);    tutorial.ValidateState();    tutorial.ShowHelpDescription();    //杀敌    player.KillEnemy();    tutorial.ValidateState();    tutorial.ShowHelpDescription();    //升级    player.LevelUp();    tutorial.ValidateState();}

运行结果

看起来一切都好。。编写的代码既能够根据当前步骤显示不同的提示，还可以成功的根据玩家的进度切换到下一个步骤。

于是，我自信满满的申请了code review，按照我的想法，这段代码通过code review应该是板上钉钉的事情，谁知，老大看到代码，差点没背过气去。。。稍微平复了一下心情之后，他给了我几个灵魂拷问。

• GameTutorial需要知道各个步骤的满足条件和提示，它是不是知道的太多了？这符合迪米特法则吗？

• 如果我们游戏之后新增一个教程步骤，指导玩家升级武器，是不是GameTutorial需要修改？能有办法规避这种新增的改动吗？

• 如果我们要修改现在的教程步骤之间的顺序关系，GameTutorial是不是又不能避免要被动刀？能有办法尽量减少这种修改的工作量吗？

• Switch case 在现有的情况下已经如此长，如果我们再加入新的步骤，这个方法会变成又臭又长的裹脚布吗？

本来以为如此简单的一个功能，没想到还是有那么多弯弯道道，只怪自己还是太年轻啊！最后他悠悠的告诉我，去看看状态模式吧，想想这段代码可以怎么重构。

状态模式出场

定义

对象拥有内在状态，当内在状态改变时允许其改变行为，这个对象看起来像改变了其类

有点意思，看来我们可以把教程的不同步骤抽象成不同的状态，然后在各个状态内部实现切换状态和显示帮助文档的逻辑，这样做的好处是

• 符合迪米特法则，把各个步骤所对应的逻辑推迟到子类，教程类就不需要了解每个步骤的逻辑细节，同时隔离了教程类和状态类，确保状态类的修改不会影响教程类

• 符合开闭原则，如果新添加步骤，我们仅仅需要添加步骤子类并修改相邻的步骤切换逻辑，教程类无需任何改动

接着我们看看UML，

一目了然，在我们的例子里面，state就是教程子步骤，context就是教程类，内部包含教程子步骤并转发请求给教程子步骤，我们跟着来重构一下代码吧。

代码重构

创建状态基类

第一步我们需要删除之前的枚举，取而代之的是一个抽象类当作状态基类，即，各个教程步骤类的基类。注意，每个子状态要自己负责状态切换，所以我们需要教程类暴露接口以满足这个功能。

abstract class TutorialState{    public abstract void ShowHelpDescription();    public abstract void Validate(GameTutorial tutorial);}

重构教程类

重构教程类体现在以下方面

• 添加内部状态表面当前处于哪个步骤，在构造函数中给予初始值

• 暴露接口以让子状态能修改当前状态以完成状态切换

• 因为需要子状态能访问玩家当前数据以判断是否能切换状态，需要新加接口以避免方法链

• 修改ShowHelpDescription和ValidateState的逻辑，直接转发方法调用至当前状态

class GameTutorial{    private TutorialState currentState;    private Player player;    public int PlayerIronNum => player.IronNum;    public int PlayerLevel => player.Level;    public int PlayerGoldNum => player.GoldNum;    public int PlayerEnemyKilled => player.EnemyKilled;    public void SetState(TutorialState state)    {        currentState = state;    }    public GameTutorial(Player player)    {        this.player = player;        currentState = TutorialStateContext.GetGold;    }    public void ShowHelpDescription()    {        currentState.ShowHelpDescription();    }    public void ValidateState()    {        currentState.Validate(this);    }}

创建各个子状态

接着我们创建各个子状态代表不同的教程步骤

class TutorialSateGetGold : TutorialState{    public override void ShowHelpDescription()    {        Console.WriteLine("Please follow instruction to get gold");    }    public override void Validate(GameTutorial tutorial)    {        if (tutorial.PlayerGoldNum > 0)        {            Console.WriteLine("Congratulations, you finished Gold Collect Phase");            tutorial.SetState(TutorialStateContext.GetIron);        }        else        {            Console.WriteLine("You need to collect gold");        }    }}class TutorialStateGetIron : TutorialState{    public override void ShowHelpDescription()    {        Console.WriteLine("Please follow instruction to get Iron");    }    public override void Validate(GameTutorial tutorial)    {        if (tutorial.PlayerIronNum > 0)        {            Console.WriteLine("Congratulations, you finished Iron Collect Phase");            tutorial.SetState(TutorialStateContext.KillEnemy);        }        else        {            Console.WriteLine("You need to collect iron");        }    }}class TutorialStateKillEnemy : TutorialState{    public override void ShowHelpDescription()    {        Console.WriteLine("Please follow instruction to kill enemy");    }    public override void Validate(GameTutorial tutorial)    {        if (tutorial.PlayerEnemyKilled > 0)        {            Console.WriteLine("Congratulations, you finished enemy kill Phase");            tutorial.SetState(TutorialStateContext.LevelUp);        }        else        {            Console.WriteLine("You need to collect kill enemy");        }    }}class TutorialStateLevelUp : TutorialState{    public override void ShowHelpDescription()    {        Console.WriteLine("Please follow instruction to level up");    }    public override void Validate(GameTutorial tutorial)    {        if (tutorial.PlayerLevel > 0)        {            Console.WriteLine("Congratulations, you finished the whole tutorial");        }    }}

添加状态容器

这是模式中没有提到的知识点，一般来说，为了避免大量的子状态对象被创建，我们会构造一个状态容器，以静态变量的方式初始化需要使用的子状态。

static class TutorialStateContext{    public static TutorialState GetGold;    public static TutorialState GetIron;    public static TutorialState KillEnemy;    public static TutorialState LevelUp;    static TutorialStateContext()    {        GetGold = new TutorialSateGetGold();        GetIron = new TutorialStateGetIron();        KillEnemy = new TutorialStateKillEnemy();        LevelUp = new TutorialStateLevelUp();    }}

测试代码部分保持不变，直接运行，结果和原来一样，重构成功。

关于“C#中对象状态模式怎么实现”这篇文章的内容就介绍到这里，感谢各位的阅读！相信大家对“C#中对象状态模式怎么实现”知识都有一定的了解，大家如果还想学习更多知识，欢迎关注编程网精选频道。