设计模式：策略模式/状态模式

设计模式是通用的、可复用的代码设计方案，也可以说是针对某类问题的解决方案，因此，掌握好设计模式，可以帮助我们编写更健壮的代码。

wiki中将设计模式分为四类，分别是：

• 创建模式（creational patterns）
• 结构模式（structural patterns）
• 行为模式（behavioral patterns）
• 并发模式（concurrency patterns）

策略模式和状态模式属于其中的行为模式，行为模式——从名称上就可以看出——与动作、操作有关。

这两种模式我接触下来，感觉存在一定的相似性。状态模式中通常会存在一个内部状态，状态改变时行为也会发生改变，而策略模式是针对不同条件下的行为进行封装。总的来说，两者都是在不同条件下有不同的行为。接下来我们分别来看一下。

策略模式

首先看策略模式，根据针对它的概述，貌似就是一系列算法的封装。

Define a family of algorithms, encapsulate each one, and make them interchangeable. Strategy lets the algorithm vary independently from clients that use it.

当然策略模式不止关于算法的定义，还有对算法的调用。关于这一点我们在策略模式对应的wiki:Strategy pattern页面也能看到相应的描述。

Instead of implementing a single algorithm directly, code receives run-time instructions as to which in a family of algorithms to use.

这句话的大概意思是：代码在运行时接收指令，决定使用一系列算法中的哪一种。在这里一种算法就是对应一个策略。

这个描述很容易让人联想到代码中常见的条件语句if-elseif-else，在条件分支根据不同的指令执行不同的操作。但是很显然，既然是一系列的算法，那就说明可能会有很多、甚至是大量的条件，那么可想而知，如果我们直接使用if-else语句来编写执行代码的话，这部分代码会非常长，并且这会破坏软件设计原则中的单一功能原则，这段代码除了判断条件，还要根据不同的条件执行不同的细节操作。

策略模式中的“策略”，其实指的就是算法。然后条件判断作为一个入口，去调用对应的“策略”。所以我们看到wiki中有下面这段描述：

Typically, the strategy pattern stores a reference to some code in a data structure and retrieves it. This can be achieved by mechanisms such as the native function pointer, the first-class function, classes or class instances in object-oriented programming languages, or accessing the language implementation's internal storage of code via reflection.

这段话的意思是：策略模式会在数据结构中存储对某些代码的引用，并对其进行检索。这可以通过本地函数指针、一级函数、面向对象编程语言中的类或类实例，或通过反射 访问 语言实现的代码内部存储等机制来实现。

简单来理解，就是把一系列相关操作封装成函数，一个函数就对应一个算法的实现。

策略模式与开闭原则

我们知道在软件设计原则中有一条是：对扩展开放，对修改封闭。策略模式与开闭原则是一致的。

According to the strategy pattern, the behaviors of a class should not be inherited. Instead, they should be encapsulated using interfaces.

根据策略模式，类的行为不应被继承，它们应使用接口进行封装。也就是说，我们最好不要对父类本身做修改，而是使用接口对子类的行为进行扩展。在wiki中使用了Java来举例子，在JavaScript中也可以做类似的处理，比如不把对应的策略函数加在对象自身，而是统一放在一个地方进行调用，也就是上面所说的在数据结构中存储对某些代码的引用。比如下面这个例子：

某商场中的商品在不同阶段的价格满足固定的逻辑，做了以下封装：

const priceProcessor = {
  pre(originPrice) {
    if (originPrice >= 100) {
      return originPrice - 20;
    }
    return originPrice * 0.9;
  },
  onSale(originPrice) {
    if(originPrice >= 100) {
      return originPrice - 30;
    }
    return originPrice * 0.8;
  },
  back(originPrice) {
    if(originPrice >= 200) {
      return originPrice - 50;
    }
    return originPrice;
  },
  fresh(originPrice) {
    return originPrice * 0.5;
  },
};

pre、onSale、back、fresh分别代表了在预热、大促、返场、尝鲜四种阶段下的价格处理。

在上述代码中，我们在priceProcessor这个数据结构中存储了针对不同阶段下对价格的处理逻辑，也就是各种封装的函数。我们可以调用这些引用，从而实现在不同条件下执行不同的算法。

这样，当我们策划新的促销活动时，只需要在priceProcessor这个结构中增加新的处理逻辑，而不需要影响商品对象和其他的处理逻辑，并且这样子处理后，测试流程中就只需要测试新的处理逻辑，而不需要回归测试整体功能。

每个处理逻辑有单独的函数实现，这也方便不同条件下的算法替换，比如在某次商场大促，想要使用返场的价格，就可以直接调用priceProcessor.back方法，而不需要编写重复冗余的代码。

状态模式

策略模式的核心很简单，就是单一功能的函数封装。接下来我们继续看状态模式。

The state pattern is a behavioral software design pattern that allows an object to alter its behavior when its internal state changes.

状态模式也很简单，就是允许对象在内部状态发生变化时改变其行为。

状态模式的“状态”，就是指对象内部的状态，也就是说，这个模式针对的是存在内部状态的对象。

The state pattern can be interpreted as a strategy pattern, which is able to switch a strategy through invocations of methods defined in the pattern's interface.

我们可以看到wiki这部分也有说，状态模式可以解释为一种策略模式。其实上也就是说，根据不同的状态切换策略；在策略模式下，是根据不同的条件切换不同策略，这个是广泛意义下的条件，而状态模式中，不同条件就特定为不同的内部状态。

这样处理后，就不需要使用条件语句了，可以直接通过不同状态映射不同的行为。

在状态模式的wiki页面中，也列举了它所解决的主要问题：

The state pattern is set to solve two main problems:[4]

• An object should change its behavior when its internal state changes.
• State-specific behavior should be defined independently. That is, adding new states should not affect the behavior of existing states.

在某类场景中，第一，对象应根据其内部状态的改变来改变其行为。

第二，特定于状态的行为应独立定义。也就是说，添加新状态不应影响现有状态的行为。

这里看第二点，其实和策略模式的场景很类似。

对应这两个问题，状态模式描述了以下解决方案：

In this, the pattern describes two solutions:

• Define separate (state) objects that encapsulate state-specific behavior for each state. That is, define an interface (state) for performing state-specific behavior, and define classes that implement the interface for each state.
• A class delegates state-specific behavior to its current state object instead of implementing state-specific behavior directly.

第一，是定义独立的状态对象，为每个状态封装特定于状态的行为。

第二，类将特定于状态的行为委托给其当前的状态对象，而不是直接实现特定于状态的行为。

因此，状态模式中的关键就在于对状态对象的实现。比如下面这个例子：

一个养生壶有不同的功能，当切换不同的功能时我们可以认为它处于不同的工作状态。

class HealthPot {
  constructor() {
    this.state = new State();
  }

  changeState(status) {
    this.state.status = status;
    // 若状态不存在，则返回
    if(!this.state.statusToProcessor[status]) {
      return;
    }
    this.state.statusToProcessor[status]();
   }
}

class State {
  constructor() {
    this.status = '';
  }
  statusToProcessor = {
    water() {
        console.log('煮开水');
    },
    flowersTea() {
        console.log('煮花草茶');
    },
    fruitsTea() {
        console.log('煮水果茶');
    },
    keepWarm() {
        console.log('保温');
    }
  }
}

const hp = new HealthPot();
hp.changeState('flowersTea');

在上述代码中，如何实现特定状态的行为与养生壶本身无关，只与状态对象有关。养生壶的行为只是改变状态，并调用对应方法，这样如果后续有新的状态增加，也不用去修改养生壶这个具体的对象，相当于一种拆分行为。

这其实就有点类似于vue中的状态管理工具vuex。

总结

策略模式和状态模式两者存在一定的相似性，但是策略模式封装的函数其独立性会更高，而状态模式中封装的函数依赖于主体的状态，具体操作代码也可能依赖主体的其他属性，比如养生壶例子中，执行各种功能时，需要保证壶中有水，并且要判断是否通电中等等。

简单来说就是一种拆分、封装的行为，满足软件设计原则中的单一职责和开闭原则。

一般在应用开发初期，由于功能简单，开发者可能不会特别在意拆分，并且通常而言不太提倡提前优化，所以会在之后的维护和迭代中，应用这些模式来优化和重构代码；但是有时设计良好的代码，会更便于代码的维护。