Python 中的状态模式

Question

我在用 Python 实现状态设计模式时遇到了一些问题。我是 Python 的新手，并编写了一些代码来尝试回答提出给我的这个问题：为一个简单的 ATM 编写代码，允许用户插入他们的卡、输入他们的 PIN、请求现金和弹出卡。将以下对象模型用于显示状态模式使用的系统。您需要确定每个操作要更改为什么状态。请参阅下面的 UML 图以获取更多信息：下面是我的尝试...import reclass AtmState(object):    name = "ready"    allowed = []    def switch(self, state):        """ Switch to new state """        if state.name in self.allowed:#             print("Current {} => switched to new state {}.".format(self, state.name))            self.__class__=state# These print statements show how you switch between states.#         else:#             print("Current {} => switched to {} not possible.".format(self, state.name))    def getState(self):        print("The current state is {}".format(self.state))    def __str__(self):        return self.name    def __repr__(self):        return r"The ATM is in a {} state.".format(self.state)    def insertCard(self, card):        # Set messages for card format and inserted        wrong_format = "Please insert your card in the following format: XXXX-XXXX-XXXX-XXXX."        card_inserted = "Card Inserted: {}"        card_pattern='^([0-9]{4})(-?|\s)([0-9]{4})(-?|\s)([0-9]{4})(-?|\s)([0-9]{4})$'        pattern = re.compile(card_pattern)        if pattern.match(card) and str(self.state) in ["insert", "ready", "no card"]:            self.state.switch(HasCard)            print(card_inserted.format(card))            self.state.switch(HasPin)        elif pattern.match(card)==False and str(self.state) ["insert", "ready", "no card"]:            print(wrong_format)        elif str(self.state) in ["enter_pin", "withdraw"]:            print("Card already inserted")        elif str(self.state) in ["no card"]:            print("Error: No Card Inserted. Please insert card.")对我来说最大的困惑是如何使用类来实现它？我能够获得正确的逻辑，但我正在努力使用状态设计模式进行实现。任何指导将不胜感激。

Answer 1

这是您问题的简化版本的python3中的快速而肮脏的实现。

State 是一个抽象类，使用（Mickeal 描述的 abc 包）充当接口（派生类必须实现抽象方法）。实际状态接收请求并实现函数并执行状态转换这就是为什么我将 atm 对象作为参数方法传递

import abc

class State(object,metaclass = abc.ABCMeta):

    @abc.abstractmethod

    def eject(self, atm):

        raise NotImplementedError('')

    @abc.abstractmethod

    def insert(self, atm):

        raise NotImplementedError('')

class NoCard(State):

    def eject(self, atm):

        print('Error : no card')

    def insert(self, atm):

        print('ok')

        atm.state  = HasCard()

class HasCard(State):

    def eject(self, atm):

        print('ok')

        atm.state = NoCard()

    def insert(self, atm):

        print('Error : card already present')

class ATM:

    def __init__(self):

        self.state = NoCard()

    def insert(self):

        self.state.insert(self)

    def eject(self):

        self.state.eject(self)

if __name__ == "__main__":

    atm = ATM()

    atm.eject() # default state is no card error no card

    atm.insert() # ok state is has card

    atm.insert() # error  card already in

    atm.eject() # ok  state become no card

    atm.eject() # error no card

Answer 2

Atm不应该从AtmState但从无（或从object，无所谓）继承。它应该只包含：state变量、change改变状态AtmState的方法以及调用当前同名方法的方法中的每个方法，并state带有一个名为例如atm包含调用Atm对象（上下文）的附加参数。

AtmState应该只包含没有实现的方法（并且没有变量），因为它是原始模式中的接口。对于 Python，您应该使其成为具有抽象方法的抽象类，请参阅模块abc如何做到这一点。

派生自的具体类AtmState现在应该实现这些方法。通常每个类只需要一两个方法，其余的应该只打印一个错误。例如，该NoCard.ejectCard()方法仅显示无法弹出不存在的卡的错误。

通过从方法之一调用atm.change()方法（atm是由Atm类添加的附加参数），可以在状态之间切换。