## 问题 你想实现一个状态机或者是在不同状态下执行操作的对象，但是又不想在代码中出现太多的条件判断语句。 ## 解决方案 在很多程序中，有些对象会根据状态的不同来执行不同的操作。比如考虑如下的一个连接对象： class Connection: """普通方案，好多个判断语句，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' 这样写有很多缺点，首先是代码太复杂了，好多的条件判断。其次是执行效率变低，因为一些常见的操作比如read()、write()每次执行前都需要执行检查。 一个更好的办法是为每个状态定义一个对象： class Connection1: """新方案——对每个状态定义一个类""" 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'> >>> ## 讨论 如果代码中出现太多的条件判断语句的话，代码就会变得难以维护和阅读。这里的解决方案是将每个状态抽取出来定义成一个类。 这里看上去有点奇怪，每个状态对象都只有静态方法，并没有存储任何的实例属性数据。实际上，所有状态信息都只存储在 `Connection` 实例中。在基类中定义的 `NotImplementedError` 是为了确保子类实现了相应的方法。这里你或许还想使用8.12小节讲解的抽象基类方式。 设计模式中有一种模式叫状态模式，这一小节算是一个初步入门！