自動駕駛談談狀態模式

目錄：設計模式之小試牛刀原始碼路徑：github-design pattern

當乙個物件內在狀態改變時允許其改變行為，這個物件看起來像改變了其類。

說到科技，我們就來簡單**下自動駕駛涉及到的技術。首先，這一切都需要必不可少的硬體支援，比如感測器、攝像頭、雷達。有了硬體就可以進行資料採集，收集駕駛過程中的各種資訊，通過演算法進行資料分析，來控制當前的駕駛行為。

換句話說，自動駕駛是結合外部因素和內部因素通過演算法分析來控制驅動的。外部因素無外乎道路狀況、交通標誌等。內部因素比如電池容量、車況等等。

那這跟我們這節講的狀態模式有什麼區別呢？

在我理解，自動駕駛也是狀態和行為相結合的。

比如攝像頭檢測到路邊的限速標記，自動控制車速，比如攝像頭檢測到前方十字路**通訊號燈為紅燈，則停車等待。

其中限速標記和交通燈都是乙個狀態的體現，控制車速和停車等待則是狀態驅動的結果。但是呢，這些狀態行為並不符合我們狀態模式的定義（當乙個物件內在狀態改變時允許其改變行為）。很顯然限速標記和交通燈是外部狀態。

別失望，我們來找找特斯拉的內部狀態。作為一輛車它的狀態其實很簡單，也就是執行、加速、減速、停車狀態。在停車狀態，我們可以控制它啟動執行，切換至執行狀態；在執行狀態，自動駕駛根據行駛條件控制加速減速，切換至加速減速狀態；到達目的地後，泊車切換到停車狀態。

這個應用場景其實很簡單，按照我們傳統的寫法，我們肯定幾個if..else或用switch..case就搞定了。的確，但是呢，傳統的寫法就擴充套件性和**結構上就十分差強人意。廢話不多說，下面我們就以特斯拉自動駕駛為例，分析下狀態模式的應用。

首先我們定義乙個狀態介面：

/// /// 狀態介面類
/// 
public inte***ce icarstate

然後我們依次實現這四種狀態。

執行狀態下可以切換到其他三種狀態。

/// /// 執行狀態
/// 
public class runingstate : icarstate
public void stop(car car)
public void speedup(car car)
public void speeddown(car car)
}

停車狀態下，只能切換到啟動狀態，不可加速減速。

/// /// 停車狀態
/// 
public class stopstate : icarstate
已啟動，開始自動駕駛！");
car.currentcarstate = car.runstate;
}public void stop(car car)
public void speedup(car car)
public void speeddown(car car)
}

加速狀態也是執行狀態，可減速或停車。

/// /// 加速狀態
/// 
public class speedupstate : icarstate
public void stop(car car)
public void speedup(car car)
public void speeddown(car car)
}

減速狀態也是執行狀態，可加速或停車。

/// /// 減速狀態
/// 
public class speeddownstate : icarstate
public void stop(car car)
public void speedup(car car)
public void speeddown(car car)
}

定義完狀態，下面我們就來看看實際的車類。

public class car
public car()
internal static icarstate stopstate = new stopstate();
internal static icarstate runstate = new runingstate();
internal static icarstate speeddownstate = new speeddownstate();
internal static icarstate speedupstate = new speedupstate();
public icarstate currentcarstate 
public void run()
public void stop()
public void speedup()
public void speeddown()
}

car類也比較簡單，主要是預先申明並例項化了幾種狀態並暴露設定當前狀態的屬性，以及提供了狀態對應的行為方法，並委託給具體的狀態去執行相應的動作。

下面就是簡單的場景類了。

狀態模式隱藏了具體的狀態變化，但行為還是由狀態變化驅動的。

就狀態模式而言，其實就僅僅三個角色：

優點：結構清晰；符合ocp和srp；封裝性好。

缺點：在狀態過多的情況下，會導致具體狀態類的膨脹。

行為隨狀態改變而改變。

狀態已確定，且狀態不宜過多。

重構if..else或switch..case的不二之選。

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