Паттерн Состояние на C#

Паттерн Состояние управляет изменением поведения объекта при изменении его внутреннего состояния.

Внешнее это выглядит так, словно объект меняет свой класс.

Паттерн Состояние позволяет объекту иметь много разный вариантов поведения в зависимости от его внутреннего состояния.

В отличие от процедурных конечных автоматов, состояние в этом паттерне представляется полноценным классом.

Поведение контекста реализуется делегированием выполняемых операций текущему объекту состояния, с которым он связан посредством композиции.

Инкапсуляция состояния в классе локализует его возможные изменения.

Паттерн Состояние и Стратегия имеют похожие диаграммы классов, но решают разные задачи.

Паттерн Стратегия обычно определяет в классе контекста поведение алгоритма. Паттерн Состояние изменяет поведение контекста в соответствии с изменениями его состояния.

Переходами между состояниями могут управлять как классы состояний, так и классы контекстов.

Применения Паттерна Состояние обычно увеличивает количество классов в архитектуре.

Классы состояний могут совместно использоваться несколькими экземплярами контекстов.

А теперь приступим к рассмотрению примера. Представим у нас есть автомат по выдачи жевательных конфет, нам необходимо реализовать логику выдачи конфет в обмен на монеты. Сразу стоит представить ход действий покупателя, для начала покупатель вставляет монету, потом поворачивает рычаг, потом автомат выдает конфету. Но также стоит отметить еще условия, когда покупатель, но вставит монету, и повернет рычаг, когда конфеты закончатся, или попытается вставить несколько монет. Я думаю, у многих сразу сформировалось представления метода с множеством if else ветвлением. Я уже не говорю о том, что если нам потребуется добавлять новое состояние, это придется груду кода переписать, добавить новых условий. Вот от всех этих if else нам и поможет избавиться Паттерн Состояние

using System;

namespace Паттерн_Состояние
{
    public interface IState
    {
        void InsertQuarter();
        void EjectQuarter();
        void TurnCrank();
        void Dispense();

    }

    public class SoldState : IState
    {
        private GumballMachine gumballMachine;

        public SoldState(GumballMachine gumballMachine)
        {
            this.gumballMachine = gumballMachine;
        }

        public void Dispense()
        {
            gumballMachine.ReleaseBall();
            if (gumballMachine.GetCount() > 0)
            {
                gumballMachine.SetState(gumballMachine.GetNoQuarterState());
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("Извените жевательные шарики закончились");
                gumballMachine.SetState(gumballMachine.GetSoldOutState());
            }
        }

        public void EjectQuarter()
        {
            Console.WriteLine("Извените, вы уже повернули рычаг");
        }

        public void InsertQuarter()
        {
            Console.WriteLine("Ожидайте сейчас мы выдадим вам жевательную резинку");
        }

        public void TurnCrank()
        {
            Console.WriteLine("Повернув повторно рычаг вы не получите жевательную резинку");
        }
    }
    public class SoldOutState : IState
    {
        private GumballMachine gumballMachine;

        public SoldOutState(GumballMachine gumballMachine)
        {
            this.gumballMachine = gumballMachine;
        }

        public void Dispense()
        {
            Console.WriteLine("Нет жевательного шарика");
        }

        public void EjectQuarter()
        {
            Console.WriteLine("Вы не можете забрать монету, так как еще ее не вставили");
        }

        public void InsertQuarter()
        {
            Console.WriteLine("В машине отсутствуюй жевательные шарики");
        }

        public void TurnCrank()
        {
            Console.WriteLine("Вы повернули рычаг, но отсутствуют жевательные шарики");
        }
        public override string ToString()
        {
            return "Распродано";
        }
    }
    public class NoQuarterState : IState
    {
        GumballMachine gumballMachine;

        public NoQuarterState(GumballMachine gumballMachine)
        {
            this.gumballMachine = gumballMachine;
        }

        public void Dispense()
        {
            Console.WriteLine("Сначала нужно заплатить");
        }

        public void EjectQuarter()
        {
            Console.WriteLine("Вы забыли вставить монету");
        }

        public void InsertQuarter()
        {
            Console.WriteLine("Вы вставили монету");
            gumballMachine.SetState(gumballMachine.GetHasQuarterState());
        }

        public void TurnCrank()
        {
            Console.WriteLine("Вы повернули рычаг не вставив монету");  
        }
    }
    public class HasQuarterState : IState
    {
        private GumballMachine gumballMachine;

        public HasQuarterState(GumballMachine gumballMachine)
        {
            this.gumballMachine = gumballMachine;
        }

        public void Dispense()
        {
            Console.WriteLine("Ошибка, мы не можем выдать вам жевательную резинку");
        }

        public void EjectQuarter()
        {
            Console.WriteLine("Возвращаем монету");
            gumballMachine.SetState(gumballMachine.GetNoQuarterState());
        }

        public void InsertQuarter()
        {
            Console.WriteLine("Вы не можете вставить еще одну монету");
        }

        public void TurnCrank()
        {
            Console.WriteLine("Вы повернули рычаг...");
            gumballMachine.SetState(gumballMachine.GetSoldState());
        }
    }

    public class GumballMachine
    {

         IState soldOutState;//распродано нет шариков
         IState noQuarterState;//нет монеты
         IState hasQuarterState;//есть монета
         IState soldState;//продать шарик

        IState state;// soldOutState;//исходное состояние
        int count = 0;

        //конструктор получает исходное количество шариков
        public GumballMachine(int numberGumballs)
        {
            soldOutState = new SoldOutState(this);
            noQuarterState =new NoQuarterState(this);
            hasQuarterState =new HasQuarterState(this);
            soldState = new SoldState(this);

            state = soldOutState;

            this.count = numberGumballs;
            if (count > 0)
            {
                state = noQuarterState;
            }
        }

        public void InsertQuarter()
        {
            state.InsertQuarter();
        }

        public void EjectQuarter()
        {
            state.EjectQuarter();
        }

        //Крутим рычаг выдачи жевательных шариков
        public void TurnCrank()
        {
            state.TurnCrank();
            state.Dispense();
        }

        //метод вызова выдачи шариков
      
        public override string ToString()
        {
            return "Число жевательных резинок: " + count;
        }

        internal IState GetHasQuarterState()
        {
            return hasQuarterState;
        }

        internal void SetState(IState state)
        {
            this.state = state;
        }

        public void ReleaseBall()
        {
            Console.WriteLine("Вам выдали жевательный шарик");
            if (count != 0)
            {
                count--;
            }
        }

        internal IState GetNoQuarterState()
        {
            return noQuarterState;
        }

        internal IState GetSoldState()
        {
            return soldState;
        }

        internal int GetCount()
        {
            return count;
        }

        internal IState GetSoldOutState()
        {
            return soldOutState;
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            GumballMachine gumballMachine = new GumballMachine(5);
            Console.WriteLine(gumballMachine);

            gumballMachine.TurnCrank();
            gumballMachine.TurnCrank();

            gumballMachine.InsertQuarter();
            gumballMachine.InsertQuarter();

            gumballMachine.InsertQuarter();
            gumballMachine.TurnCrank();

            Console.WriteLine("\n"+gumballMachine+"\n");

            gumballMachine.InsertQuarter();
            gumballMachine.TurnCrank();
            gumballMachine.InsertQuarter();
            gumballMachine.TurnCrank();

            Console.WriteLine("\n" + gumballMachine + "\n");

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

Число жевательных резинок: 5
Вы повернули рычаг не вставив монету
Сначала нужно заплатить
Вы повернули рычаг не вставив монету
Сначала нужно заплатить
Вы вставили монету
Вы не можете вставить еще одну монету
Вы не можете вставить еще одну монету
Вы повернули рычаг...
Вам выдали жевательный шарик

Число жевательных резинок: 4

Вы вставили монету
Вы повернули рычаг...
Вам выдали жевательный шарик
Вы вставили монету
Вы повернули рычаг...
Вам выдали жевательный шарик

Число жевательных резинок: 2