这篇文章是我阅读raywenderlich.com的Design Patterns by Tutorials的总结，文中的代码是我阅读书本之后根据自己的想法修改的。如果想看原版书籍，请点击链接购买。
状态模式属于行为模式，可以让一个对象在运行中改变他自己的行为，而行为的改变时通过改变状态来实现的。State指定是描述一个对象如何表现的数据，跟Status的意思是不同的；Status可以理解为你正在做一件事，这件事要多个步骤才能完成，你可以用Status来描述现在进行到哪个步骤了。
这个模式涉及到三个部分：
- Context：持有当前的状态
- State Protocol：状态协议，规定需要的方法和属性。也可以是一个基类。
- Concrete State：具体的实现类，遵循状态协议（或者继承于基类），描述Context如何表现自己的行为。Context持有当前的状态，但是他不知道具体的状态类型，通过多态特性来改变他的行为。
什么时候使用
通常我们使用这个模式来创建有多个状态系统，并且状态会改变这个系统的行为。如果你的类里面大量使用了swtich或者if-else，可以考虑是否可以使用这个模式。
简单demo
下面以模拟红绿灯作为例子，最终我们做成这个样子，红黄绿三种颜色的灯自动切换：
根据上面提到的，这个模式涉及三个部分，所以在这个例子中：1）底部的整个View应该是Context，他持有当前的状态和所有状态，定义为TrafficLightView，继承自UIView；2）每一种颜色的灯属于一种状态，所以把State Protocol定义为TrafficLightState；3）把Concrete State定义为SolidTrafficLightState。
TrafficLightView
在TrafficLightView中，我们默认用三个light container layers来分别放置不同颜色的light layer：
final class TrafficLightView: UIView {
// light container layers数组
var lightContainerLayers: [CAShapeLayer] = []
// 当前的状态
private var currentState: TrafficLightState
// 所有状态
private var states: [TrafficLightState]
// MARK: - Initializers
init(frame: CGRect,
lightsCount: Int = 3,
states: [TrafficLightState]) {
guard !states.isEmpty else { fatalError("states不能为空")}
self.currentState = states.first!
self.states = states
super.init(frame: frame)
backgroundColor = UIColor(red: 0.8, green: 0.6, blue: 0.3, alpha: 1)
createLightContainerLayers(count: lightsCount)
transition(to: currentState)
}
required init?(coder aDecoder: NSCoder) {
fatalError("init(coder:) has not been implemented")
}
// MARK: - Public
// 下一个状态
var nextState: TrafficLightState {
guard let currentIndex = states.index(where: { $0 === currentState }),
currentIndex + 1 < states.count else {
return states.first!
}
return states[currentIndex + 1]
}
// 切换到指定的状态
func transition(to state: TrafficLightState) {
removeLightLayers()
currentState = state
currentState.apply(to: self)
nextState.apply(to: self, after: currentState.delay)
}
// MARK: - Private
// 创建light containers
private func createLightContainerLayers(count: Int) {
let yTotalPadding = 0.2 * frame.height
let containerHeight = (frame.height - yTotalPadding) / CGFloat(count)
let yPadding = yTotalPadding / CGFloat(count + 1)
let xPadding = (frame.width - containerHeight) / 2.0
var containerFrame = CGRect(x: xPadding,
y: yPadding,
width: containerHeight,
height: containerHeight)
for _ in 0 ..< count {
let containerShape = CAShapeLayer()
containerShape.path = UIBezierPath(ovalIn: containerFrame).cgPath
containerShape.fillColor = UIColor.black.cgColor
layer.addSublayer(containerShape)
lightContainerLayers.append(containerShape)
containerFrame.origin.y += (containerHeight + yPadding)
}
}
// 移除所有light containers里面的light layers
private func removeLightLayers() {
lightContainerLayers.forEach {
$0.sublayers?.forEach {
$0.removeFromSuperlayer()
}
}
}
}
有些方法目前还没有创建，可以先忽略，下面会讲到。
TrafficLightState
我们都知道，每个颜色的灯都会持续一段时间，所以规定需要一个delay属性；然后是把当前灯应用到context，所以规定apply(to context: TrafficLightView)方法。另外还通过扩展添加了一个方法，指定多少秒之后把当前状态应用到context，这样我们可以实现自动切换到下一个颜色的灯。
protocol TrafficLightState: class {
var delay: TimeInterval { get }
func apply(to context: TrafficLightView)
}
extension TrafficLightState {
func apply(to context: TrafficLightView, after delay: TimeInterval) {
DispatchQueue.main
.asyncAfter(deadline: .now() + delay) { [weak self, weak context] in
guard let strongSelf = self, let context = context else { return }
context.transition(to: strongSelf)
}
}
}
SolidTrafficLightState
Solid在这里的意思指的是纯色，index表示在红绿灯中所在的位置。在apply(to context: TrafficLightView)的实现中: 先找到对应的container，然后创建light layer并设置颜色，最后把light layer加到对应的container中。
另外还定义了默认的红灯、黄灯和绿灯。
final class SolidTrafficLightState: TrafficLightState {
let index: Int
let color: UIColor
let delay: TimeInterval
init(index: Int, color: UIColor, delay: TimeInterval) {
self.index = index
self.color = color
self.delay = delay
}
func apply(to context: TrafficLightView) {
let containerLayer = context.lightContainerLayers[index]
let lightShape = CAShapeLayer()
lightShape.path = containerLayer.path
lightShape.fillColor = color.cgColor
lightShape.strokeColor = color.cgColor
containerLayer.addSublayer(lightShape)
}
}
// MARK: - Lights
extension SolidTrafficLightState {
class func redLight(index: Int = 0,
color: UIColor = .red,
delay: TimeInterval = 10) -> SolidTrafficLightState {
return SolidTrafficLightState(index: index, color: color, delay: delay)
}
class func yellowLight(index: Int = 1,
color: UIColor = .yellow,
delay: TimeInterval = 3) -> SolidTrafficLightState {
return SolidTrafficLightState(index: index, color: color, delay: delay)
}
class func greenLight(index: Int = 2,
color: UIColor = .green,
delay: TimeInterval = 10) -> SolidTrafficLightState {
return SolidTrafficLightState(index: index, color: color, delay: delay)
}
}
使用
把上面三个类结合起来理解后，我们把TrafficLightView添加到一个View Controller的root view上，就能看到效果。
let frame = CGRect(x: 100, y: 100, width: 150, height: 400)
let lights: [SolidTrafficLightState] =
[.greenLight(), .yellowLight(), .redLight()]
let trafficLight = TrafficLightView(frame: frame, states: lights)
view.addSubview(trafficLight)
总结
在作为Context的TrafficLightView中，我们定义的currentState和states都是跟TrafficLightState协议相关的，而不是跟具体的State相关联，这样能重复使用这个Context。另外如果我们还想把State应用到其他Context中，State类中的Context就不应该直接使用TrafficLightView，而是创建一个Context Protocol，然后State类中使用Context Protocol。
完
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