设计模式之状态模式

2020-03-30

字数统计: 910字 | 阅读时长≈ 3分

简介

在状态模式（State Pattern）中，类的行为是基于它的状态改变的。这种类型的设计模式属于行为型模式。
在状态模式中，一个对象可以在其内部状态改变时改变其行为，这个对象看上去就像是改变了它的类一样。

主要解决：对象的行为依赖于它的状态（属性），并且可以根据它的状态改变而改变它的相关行为。
如何解决：将各种具体的状态抽象为类，然后把各种状态类抽象为抽象状态类。

优点：

封装了转换规则
枚举可能的状态，在枚举状态之前需要确定状态种类
将所有与某个状态有关的行为放到一个类中，并且可以方便地增加新的状态，只需要改变对象状态即可改变对象的行为
允许状态转换逻辑与状态对象合成一体，而不是某一个巨大的条件语句块。
可以让多个环境对象共享一个状态对象，从而减少系统中对象的个数。

缺点：

状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。
状态模式的结构与实现都较为复杂，如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。
状态模式对”开闭原则”的支持并不太好，对于可以切换状态的状态模式，增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码，否则无法切换到新增状态，而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。

状态模式的示意性类图：
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状态模式中涉及的角色：

环境(Context)：定义客户端所感兴趣的接口，保留一个具体状态类的示例。这个具体状态类的实例给出此环境对象的现有状态。
抽象状态(State)角色：定义一个接口，用以封装环境（Context）对象的一个特定的状态所对应的行为。
具体状态(ConcreteState)角色：每一个具体状态类都实现了环境（Context）的一个状态所对应的行为。

示例

抽象状态类

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public interface State {
   public void doAction(Context context);
}

具体状态角色

public class StartState implements State {
 
   public void doAction(Context context) {
      System.out.println("Player is in start state");
      context.setState(this); 
   }
 
   public String toString(){
      return "Start State";
   }
}


public class StopState implements State {
 
   public void doAction(Context context) {
      System.out.println("Player is in stop state");
      context.setState(this); 
   }
 
   public String toString(){
      return "Stop State";
   }
}

定义两种具体状态，在doAction方法中做出不同表现以区分两种状态

环境类

public class Context {
   private State state;
 
   public Context(){
      state = null;
   }
 
   public void setState(State state){
      this.state = state;     
   }
 
   public State getState(){
      return state;
   }
}

环境类也就是被我们所关注的对象，它的状态被抽取出来为了状态类，通过环境类与不同状态类的组合实现不同的表现。

测试

public class StatePatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Context context = new Context();
 
      StartState startState = new StartState();
      startState.doAction(context);
 
      System.out.println(context.getState().toString());
 
      StopState stopState = new StopState();
      stopState.doAction(context);
 
      System.out.println(context.getState().toString());
   }
}

输出结果：
Player is in start state
Start State
Player is in stop state
Stop State

可以看到，上述程序中，通过两种状态类与同一个环境类的组合，可以表现出不同的输出结果,同一个context通过分别组合StartState和StopState实现了两种状态的转换。

参考

本文作者： xczll
本文链接： https://xczllgit.github.io/2020/03/30/designPattern/2020-03-30-StatePattern/
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