Java设计模式—状态模式

 

状态模式又是一个比较难的设计模式

 

定义如下：

当一个对象内在状态改变时允许其改变行为，这个对象看起来像改变了其类。

 

个人理解：通俗的讲，状态模式就是状态的改变引起了行为的改变，但是，我们只能看到行为的改变，看不到状态的改变。

 

通用类图：

角色介绍：

 

● State——抽象状态角色

接口或抽象类，负责对象状态定义，并且封装环境角色以实现状态切换。

● Concrete State——具体状态角色
每一个具体状态必须完成两个职责：本状态的行为管理以及趋向状态处理，通俗地说，就是本状态下要做的事情，以及本状态如何过渡到其他状态。

● Context——环境角色
定义客户端需要的接口，并且负责具体状态的切换。

举个例子：

状态模式提供了一种对物质运动的另一个观察视角，通过状态变更促使行为的变化，就类似水的状态变更一样，一碗水的初始状态是液态，通过加热转变为气态，状态的改变同时也引起体积的扩大，然后就产生了一个新的行为：鸣笛或顶起壶盖。

通用源代码：

//抽象状态角色
public abstract class State {
     //定义一个环境角色，提供子类访问
     protected Context context;
     //设置环境角色
     public void set Context(Context _context){
             this.context = _context;
     }
     //行为1
     public abstract void handle1();
     //行为2
     public abstract void handle2();
}

抽象状态中声明一个环境角色，提供各个状态类自行访问，并且提供所有状态的抽象行为，由各个实现类实现。

 

//具体状态角色
public class Concrete State1 extends State {   
  @Override
     public void handle1() {
             //本状态下必须处理的逻辑
     }
     @Override
     public void handle2() {
             //设置当前状态为stat2
             super.context.set Current State(Context.STATE2);
      //过渡到state2状态，由Context实现
             super.context.handle2();
     }
}
public class Concrete State2 extends State {
     @Override
     public void handle1() {          
             //设置当前状态为state1
             super.context.set Current State(Context.STATE1);
        //过渡到state1状态，由Context实现
             super.context.handle1();
     }
     @Override
     public void handle2() {
             //本状态下必须处理的逻辑
     }
}

具体状态角色有两个职责：处理本状态必须完成的任务，决定是否可以过渡到其他状态。

//环境角色
public class Context {
     //定义状态
     public final static State STATE1 = new Concrete State1();
     public final static State STATE2 = new Concrete State2();
     //当前状态
     private State Current State;
     //获得当前状态
     public State get Current State() {
             return Current State;
     }
     //设置当前状态
     public void set Current State(State current State) {
             this.Current State = current State;
             //切换状态
             this.Current State.set Context(this);
     }
     //行为委托
     public void handle1(){
             this.Current State.handle1();
     }
     public void handle2(){
             this.Current State.handle2();
     }}

环境角色有两个不成文的约束：
● 把状态对象声明为静态常量，有几个状态对象就声明几个静态常量。
● 环境角色具有状态抽象角色定义的所有行为，具体执行使用委托方式。

场景类：

public class Client {
     public static void main(String[] args) {
             //定义环境角色
             Context context = new Context();
             //初始化状态
             context.set Current State(new Concrete State1());
             //行为执行
             context.handle1();
             context.handle2();
     }
}

如上所示：我们只看到了行为发生改变。

 

 

状态模式的优点：

● 结构清晰
避免了过多的switch...case或者if...else语句的使用，避免了程序的复杂性,提高系统的可维护性。

● 遵循设计原则
很好地体现了开闭原则和单一职责原则，每个状态都是一个子类，你要增加状态就要增加子类，你要修改状态，你只修改一个子类就可以了。

● 封装性非常好
这也是状态模式的基本要求，状态变换放置到类的内部来实现，外部的调用不用知道类内部如何实现状态和行为的变换。

状态模式的缺点：

每一个状态都是一个子类，容易产生子类膨胀的问题。

 

 

使用场景：

● 行为随状态改变而改变的场景
这也是状态模式的根本出发点，例如权限设计，人员的状态不同即使执行相同的行为结果也会不同，在这种情况下需要考虑使用状态模式。

● 条件、分支判断语句的替代者
在程序中大量使用switch语句或者if判断语句会导致程序结构不清晰，逻辑混乱，使用状态模式可以很好地避免这一问题，它通过扩展子类实现了条件的判断处理。