Introduction
Le pattern (patron) état est l’un des patterns comportementaux introduit dans le célèbre GOF « Design patterns » il permet de contrôler la communication entre les différents objets, c’est-à-dire permet à un objet de modifier son comportement suite a un changement en son sein. Et permet également la maintenabilité dans le temps de votre programme.
“The state pattern is a behavioral software design pattern that implements a state pattern in an object-oriented way.
With the state pattern, a state machine is implemented by implementing each individual state as
a derived class of the state pattern interface, and implementing state transitions by invoking
methods defined by the pattern’s superclass.” Source Wikipedia
L’utilisation de ce pattern nous permettra surtout de ne pas abuser des instructions conditionnelles telles que : if et switch, en nous permettant de supprimer ou d’ajouter un état de transition à n’importe quel moment dans notre programme.
Pour mettre en pratique ce pattern, on développera un petit jeu de tennis simpliste, et on suppose dans toute la suite de cet article que nous connaissons tous les règles de jeu, si ce n’est pas votre cas, veuillez consulter les règles sur cette page wiki.
En général la mise en place de ce pattern nécessite l’implémentation de certaines classes de base telles que :
- Context (Game) : Elle permet d’initialiser le jeu et de déléguer le choix du prochain état à la classe Abstraite GameState.
- State (GameState) : GameState est la classe dont heritéra tous les états et futurs états. Elle définit le comportement de base qu’un état doit avoir.
- ConcreteState (InitialEqualState, InitialInequalState, …) : Representera un état du jeu et implémentatera les différents comportements associés à cet état.

General state pattern diagram (1)
On partira sur quelque chose d’assez simple comme indiqué sur la figure (1):
- Une enum pour stocker les deux joueurs
- Une classe Game pour initialiser le jeu
- Une classe pour chaque état créé
- Et une classe abstraite qui définit le comportement d’un état dont héritera chacun de nos états.
Implémentation
Commençons par réfléchir aux différents états de transition qu’on peut avoir dans un jeu de tennis. Illustrons les différents états possible à l’aide d’un digramme d’ état.

State machine diagram (2)
Notons les différents états sur la figure ci-dessus :
- InitialEqualState : Représentera l’état où les deux joueurs sont à égalités, avec un score inférieur au score maximum (i.e score < 40 dans le tennis mais 3 dans notre cas, juste pour ne pas trop se prendre la tête).
- InitialInequalState : Les deux joueurs sont en inégalités avec des scores en dessous de 40 (i.e 3 dans notre cas).
- GamePlayerOne : Cas où les scores sont au-dessus de 40 avec minimum deux points de différence en faveur du joueur 1, donc le joueur 1 est vainqueur.
- GamePlayerTwo : Cas où les scores sont au-dessus de 40 avec minimum deux points de différence en faveur du joueur 2, dans ce cas le joueur 2 est vainqueur.
- AdvantagePlayerOneState : Un cas où les scores des deux joueurs sont supérieurs à 40 avec un point d’écart en faveur du joueur 1.
- AdvantagePlayerTwoState : Dans ce cas aussi les scores des deux joueurs sont supérieurs à 40 avec un point d’écart en faveur du joueur 2.
- DeuceState : Les deux joueurs sont à égalités avec chacun un score supérieur ou égal à 40.
- …(On pourrait imaginer plusieurs états du moment qu’ils correspondent aux règles définies)
Il ne reste qu’à implémenter notre modèle :
Player
1 2 3 4 5 6 7 |
namespace Tennis { public enum Player { One, Two } |
Game
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 |
namespace Tennis { public class Game { #region Constructor public Game() { _state = new InitialEqState(0, 0); } #endregion #region Methods public void PointTo(Player player) { _state.PointTo(player); _state = _state.NextState(); } #endregion #region Properties public string Score => _state.Score(); private GameState _state; #endregion } } |
GameState
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 |
namespace Tennis { internal abstract class GameState { #region Methods internal abstract void PointTo(Player player); internal abstract GameState NextState(); internal abstract string Score(); #endregion #region Properties internal abstract int ScorePlayerOne { get; } internal abstract int ScorePlayerTwo { get; } #endregion } } |
Les différents états
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 |
namespace Tennis { internal class InitialEqState : GameState { #region Fields private GameState _nextState; private int _scorePlayerOne; private int _scorePlayerTwo; #endregion #region Constructors internal InitialEqState(int scorePlayerOne, int scorePlayerTwo) { _scorePlayerOne = scorePlayerOne; _scorePlayerTwo = scorePlayerTwo; } #endregion #region Methods internal override void PointTo(Player player) { if (player == Player.One) { _scorePlayerOne++; } else { _scorePlayerTwo++; } } internal override GameState NextState() { _nextState = new InitialIneqState(ScorePlayerOne, ScorePlayerTwo); return _nextState; } internal override string Score() => string.Concat(ConvertToText(_scorePlayerOne), "All"); private string ConvertToText(int score) { switch (score) { case 0: return "Love"; case 1: return "Fifteen"; case 2: return "Thirty"; } return ""; } #endregion #region Properties internal override int ScorePlayerOne => _scorePlayerOne; internal override int ScorePlayerTwo => _scorePlayerTwo; #endregion } internal class InitialIneqState : GameState { #region Fields private GameState _nextState; private int _scorePlayerOne; private int _scorePlayerTwo; #endregion #region Constructors internal InitialIneqState(int scorePlayerOne, int scorePlayerTwo) { _scorePlayerOne = scorePlayerOne; _scorePlayerTwo = scorePlayerTwo; } #endregion #region Methods internal override void PointTo(Player player) { //Idem } internal override GameState NextState() { if (_scorePlayerOne > 3 && ScorePlayerTwo < 3) { _nextState = new GamePlayerOne(_scorePlayerOne, _scorePlayerTwo); } else if (_scorePlayerTwo > 3 && ScorePlayerOne < 3) { _nextState = new GamePlayerTwo(_scorePlayerOne, _scorePlayerTwo); } else if (_scorePlayerOne == _scorePlayerTwo && _scorePlayerOne < 3) { _nextState = new InitialEqState(_scorePlayerOne, _scorePlayerTwo); } else if (_scorePlayerOne == _scorePlayerTwo && _scorePlayerOne == 3) { _nextState = new DeuceState(_scorePlayerOne, _scorePlayerTwo); } else { _nextState = new InitialIneqState(_scorePlayerOne, _scorePlayerTwo); } return _nextState; } internal override string Score() => string.Concat(ConvertToText(_scorePlayerOne), ConvertToText(_scorePlayerTwo)); private string ConvertToText(int score) { switch (score) { case 0: return "Love"; case 1: return "Fifteen"; case 2: return "Thirty"; case 3: return "Forty"; } return ""; } #endregion #region Properties internal override int ScorePlayerOne => _scorePlayerOne; internal override int ScorePlayerTwo => _scorePlayerTwo; #endregion } internal class GamePlayerOne : GameState { #region Constructors internal GamePlayerOne(int scorePlayerOne, int scorePlayerTwo) { ScorePlayerOne = scorePlayerOne; ScorePlayerTwo = scorePlayerTwo; } #endregion #region Methods internal override void PointTo(Player player) { } internal override GameState NextState() => this; internal override string Score() => "GamePlayerOne"; #endregion #region Properties internal override int ScorePlayerOne { get; } internal override int ScorePlayerTwo { get; } #endregion } internal class GamePlayerTwo : GameState { #region Constructor internal GamePlayerTwo(int scorePlayerOne, int scorePlayerTwo) { ScorePlayerOne = scorePlayerOne; ScorePlayerTwo = scorePlayerTwo; } #endregion #region Methods internal override void PointTo(Player player) { } internal override GameState NextState() => this; internal override string Score() => "GamePlayerTwo"; #endregion #region Properties internal override int ScorePlayerOne { get; } internal override int ScorePlayerTwo { get; } #endregion } internal class DeuceState : GameState { #region Constructors internal DeuceState(int scorePlayer1, int scorePlayer2) { _scorePlayer1 = scorePlayer1; _scorePlayer2 = scorePlayer2; } #endregion #region Fields private GameState _nextState; private int _scorePlayer1; private int _scorePlayer2; #endregion #region Methods internal override void PointTo(Player player) { //Idem } internal override GameState NextState() { _nextState = _scorePlayer1 < _scorePlayer2 ? (GameState) new AdvantagePlayerTwoState(_scorePlayer1, _scorePlayer2) : new AdvantagePlayerOneState(_scorePlayer1, _scorePlayer2); return _nextState; } internal override string Score() => "Deuce"; #endregion #region Properties internal override int ScorePlayerOne => _scorePlayer1; internal override int ScorePlayerTwo => _scorePlayer2; #endregion } internal class AdvantagePlayerOneState : GameState { #region Constructors internal AdvantagePlayerOneState(int scorePlayerOne, int scorePlayerTwo) { _scorePlayerOne = scorePlayerOne; _scorePlayerTwo = scorePlayerTwo; } #endregion #region Fields private GameState _nextState; private int _scorePlayerOne; private int _scorePlayerTwo; #endregion #region Methods internal override void PointTo(Player player) { //Idem } internal override GameState NextState() { _nextState = _scorePlayerOne == _scorePlayerTwo ? (GameState) new DeuceState(_scorePlayerOne, _scorePlayerTwo) : new GamePlayerOne(_scorePlayerOne, _scorePlayerTwo); return _nextState; } internal override string Score() => "AdvantagePlayerOne"; #endregion #region Properties internal override int ScorePlayerOne => _scorePlayerOne; internal override int ScorePlayerTwo => _scorePlayerTwo; #endregion } internal class AdvantagePlayerTwoState : GameState { #region Constructors internal AdvantagePlayerTwoState(int scorePlayer1, int scorePlayer2) { _scorePlayerOne = scorePlayer1; _scorePlayerTwo = scorePlayer2; } #endregion #region Fields private GameState _nextState; private int _scorePlayerOne; private int _scorePlayerTwo; #endregion #region Methods internal override void PointTo(Player player) { //Idem } internal override GameState NextState() { _nextState = _scorePlayerOne == _scorePlayerTwo ? (GameState) new DeuceState(_scorePlayerOne, _scorePlayerTwo) : new GamePlayerTwo(_scorePlayerOne, _scorePlayerTwo); return _nextState; } internal override string Score() => "AdvantagePlayerTwo"; #endregion #region Properties internal override int ScorePlayerOne => _scorePlayerOne; internal override int ScorePlayerTwo => _scorePlayerTwo; #endregion } } |