文章目录
- 一、模式介绍
- 二、结构
- 三、优缺点
- 四、使用场景
- 五、案例演示
一、模式介绍
应用程序中的有些对象可能会根据不同的情况做出不同的行为，我们把这种对象称为有状态的对象，而把影响对象行为的一个或多个动态变化的属性称为状态。当有状态的对象与外部事件产生互动时，其内部状态会发生改变，从而使得其行为也随之发生改变。
状态模式是一种行为模式：他是将有状态的对象，把复杂的“判断逻辑”提取到不同的状态对象中，允许状态对象在其内部状态发生改变时改变其行为。
【反例】一个电梯有开门状态，关门状态，停止状态，运行状态。每一种状态改变，都有可能要根据其他状态来更新处理。如果电梯门现在处于运行时状态，就不能进行开门操作，而如果电梯门是停止状态，就可以执行开门操作。按照以往的开发惯例，就是大量的if...else...(switch…case)判断，不仅可读性会很差，拓展性也很差,如果新加了断电的状态，我们需要修改上面所有判断逻辑。
java">//开门状态
@Override
public void open() {
switch (this.state) {
case OPENING_STATE:
...
break;
case CLOSING_STATE:
...
break;
case RUNNING_STATE:
...
break;
case STOPPING_STATE:
...
break;
}
}
//关门状态
...
//运行状态
...
//停止状态
...
接下来我们用状态模式对其加以改进。
二、结构
状态模式包含以下主要角色：
- 环境（
Context）角色： 也称为上下文，它定义了客户程序需要的接口，维护一个当前状态，并将与状态相关的操作委托给当前状态对象来处理。 - 抽象状态（
State）角色： 定义一个接口，用以封装环境对象中的特定状态所对应的行为。 - 具体状态（
Concrete State）角色： 实现抽象状态所对应的行为。
三、优缺点
1、优点：
- 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；
- 减少对象间的相互依赖。将不同的状态引入独立的对象中会使得状态转换变得更加明确，且减少对象间的相互依赖；
- 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。
2、缺点：
四、使用场景
- 当一个对象的行为取决于它的状态，并且它必须在运行时根据状态改变它的行为时，就可以考虑使用状态模式；
- 一个操作中含有庞大的分支结构，并且这些分支决定于对象的状态时。
五、案例演示
对上述电梯的案例使用状态模式进行改进。
类图如下：
抽象状态角色：
java">public abstract class State {
private final RuntimeException EXCEPTION = new RuntimeException("状态不被允许...");
//定义一个环境角色，也就是封装状态的变化引起的功能变化
protected Context context;
//设置电梯的状态
public void setContext(Context context){
this.context = context;
}
//电梯的动作
public void open() {
throw EXCEPTION;
}
public void close() {
throw EXCEPTION;
}
public void run() {
throw EXCEPTION;
}
public void stop() {
throw EXCEPTION;
}
}
具体状态角色【开门，关门，运行，停止】：
java">public class OpenState extends State {
@Override
public void open() {
System.out.println("电梯门开启...");
}
@Override
public void close() {
//状态修改
super.context.setState(Context.closeState);
super.context.getState().close();
}
}
java">public class CloseState extends State{
@Override
public void close() {
System.out.println("电梯门关闭...");
}
@Override
public void open() {
super.context.setState(Context.openState);
super.context.getState().open();
}
@Override
public void run() {
super.context.setState(Context.runState);
super.context.getState().run();
}
@Override
public void stop() {
super.context.setState(Context.stopState);
super.context.getState().stop();
}
}
java">public class RunState extends State{
@Override
public void run() {
System.out.println("电梯正在运行...");
}
@Override
public void stop() {
super.context.setState(Context.stopState);
super.context.getState().stop();
}
}
java">public class StopState extends State{
@Override
public void open() {
//状态修改
super.context.setState(Context.openState);
super.context.getState().open();
}
@Override
public void run() {
//状态修改
super.context.setState(Context.runState);
super.context.getState().run();
}
@Override
public void stop() {
System.out.println("电梯停止了...");
}
}
环境角色：
java">public class Context {
//定义出所有的电梯状态
public final static OpenState openState = new OpenState();//开门状态，这时候电梯只能关闭
public final static CloseState closeState = new CloseState();//关闭状态，这时候电梯可以运行、停止和开门
public final static RunState runState = new RunState();//运行状态，这时候电梯只能停止
public final static StopState stopState = new StopState();//停止状态，这时候电梯可以开门、运行
//定义一个当前电梯状态
private State state;
public State getState() {
return this.state;
}
public void setState(State state) {
//当前环境改变
this.state = state;
//把当前的环境通知到各个实现类中
this.state.setContext(this);
}
public void open() {
this.state.open();
}
public void close() {
this.state.close();
}
public void run() {
this.state.run();
}
public void stop() {
this.state.stop();
}
}
测试：
java">public class Client {
public static void main(String[] args) {
Context context = new Context();
context.setState(new CloseState());
context.open();
context.close();
context.run();
context.stop();
context.open();
context.close();
context.stop();
}
}
