行为型设计模式之状态模式

Posted 2022-09-26

状态模式

应用场景

1.行为随状态改变而改变的场景

2.一个操作中含有庞大的多分支结构，并且这些分支取决于对象的状态。

例如：订单信息的变化、快递信息的变化、文档的审核状态变化。

草稿状态时， 它会将文档转移到审阅中状态。

审阅中状态时， 如果当前用户是管理员， 它会公开发布文档。

已发布状态时， 它不会进行任何操作。

优缺点

优点：

1.结构清晰：将状态独立为类，封装转换规则。消除冗余的if.else或switch...case语句，使代码更加简洁，提高系统可维护性。

2.将状态转换显示化：通常对象内部都是使用数值类型来定义状态，状态的切换是通过赋值进行表现，不够直观。而使用状态类，在切换状态时，是以不同的类进行表示，转换目的更加明确。

3.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。

缺点：

1.类膨胀：如果一个事物具备很多状态，必然会增加系统类和对象的个数，会造成状态类太多

2.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

3.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源码。

主要角色

1.环境类角色(Context)

2.抽象状态角色(Sate)

3.具体状态角色(ConcreteState)

状态模式的基本使用

创建抽象状态角色

抽象状态角色，定义该状态下的行为，可以有一个或多个行为

public abstract class State 
    protected Context context;

    public void setContext(Context context) 
        this.context = context;
    
    /**
     * 一个行为
     */
    public abstract void action();

创建具体状态角色

创建具体状态角色，具体实现该状态对应的行为，并且在需要的情况下进行状态切换

public class ConcreteStateA extends State 
    @Override
    public void action() 
        if (Math.random() > 0.5) 
            System.out.println("ConcreteStateA执行成功，继续执行！");
            // 行为状态自动切换
            this.context.setState(Context.STATE_B);
            this.context.getState().action();
         else 
            System.out.println("ConcreteStateA执行完成");
        
    

public class ConcreteStateB extends State 
    @Override
    public void action() 
        if (Math.random() > 0.5) 
            System.out.println("ConcreteStateB执行成功，继续执行！");
            // 行为状态自动切换
            this.context.setState(Context.STATE_C);
            this.context.getState().action();
         else 
            System.out.println("ConcreteStateB执行完成");
        
    

public class ConcreteStateC extends State 
    @Override
    public void action() 
        System.out.println("ConcreteStateC执行完成");
    

创建环境类角色

创建环境类角色，定义客户端需要的接口，内部维护一个当前状态实例，并负责具体状态的切换。

public class Context 
    public static final State STATE_A = new ConcreteStateA();
    public static final State STATE_B = new ConcreteStateB();
    public static final State STATE_C = new ConcreteStateC();

    /**
     * 默认状态
     */
    private State defaultState = STATE_A;

    
        STATE_A.setContext(this);
        STATE_B.setContext(this);
        STATE_C.setContext(this);
    

    public void setState(State state) 
        this.defaultState = state;
        this.defaultState.setContext(this);
    

    public State getState() 
        return this.defaultState;
    

    public void doAction() 
        this.defaultState.action();
    

客户端执行

    public static void main(String[] args) 
        System.out.println("---------从状态A开始执行---------");
        Context context = new Context();
        context.doAction();

        System.out.println("---------从状态B开始执行---------");
        context.setState(new ConcreteStateB());
        context.doAction();
    

---------从状态A开始执行---------
ConcreteStateA执行成功，继续执行！
ConcreteStateB执行成功，继续执行！
ConcreteStateC执行完成
---------从状态B开始执行---------
ConcreteStateB执行成功，继续执行！
ConcreteStateC执行完成