设计模式之状态模式

Posted 2022-12-06 回归心灵

定义

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。

通用类图

具体实现

状态模式主要是当对象的内在状态变化时，其行为也随之改变。封装了状态的变化，在使用方看来就好像改变了其类一样。下面就来看看具体的实现。

抽象状态角色 State，负责定义对象的状态，并且封装环境角色实现状态的切换。

package com.yrs.state;

/**
 * @Author: yangrusheng
 * @Description: 抽象状态角色
 * @Date: Created in 17:11 2020/8/23
 * @Modified By:
 */
public abstract class State 

    // 供子类访问，调用相关方法
    protected Context context;

    public void setContext(Context context) 
        this.context = context;
    

    // 行为1
    public abstract void handle1();

    //行为2
    public abstract void handle2();

具体状态角色 ConcreteState，具体状态角色要完成两件事，一是本状态下的行为处理。二是状态转换时的处理。

package com.yrs.state;

/**
 * @Author: yangrusheng
 * @Description: 具体状态
 * @Date: Created in 17:13 2020/8/23
 * @Modified By:
 */
public class ConcreteState1 extends State 

    @Override
    public void handle1() 
        // 该状态下所要做的事
        System.out.println("concrete state1 execute handle1");
    

    @Override
    public void handle2() 
        // 状态改变，执行对应状态动作
        super.context.setCurrentState(Context.STATE2);
        super.context.handle2();
    

package com.yrs.state;

/**
 * @Author: yangrusheng
 * @Description: 具体状态
 * @Date: Created in 17:13 2020/8/23
 * @Modified By:
 */
public class ConcreteState2 extends State 

    @Override
    public void handle1() 
        // 状态变化，执行相应状态的动作
        super.context.setCurrentState(Context.STATE1);
        super.context.handle1();
    

    @Override
    public void handle2() 
        // 该状态下所要做的事
        System.out.println("concrete state2 execute handle2");
    

环境角色 Context： 定义客户端所需要的接口，并且负责具体状态的转换，把对应的行为动作委托给当前状态执行。

package com.yrs.state;

/**
 * @Author: yangrusheng
 * @Description: 环境上下文角色
 * @Date: Created in 17:14 2020/8/23
 * @Modified By:
 */
public class Context 

    // 所有状态
    public final static State STATE1 = new ConcreteState1();
    public final static State STATE2 = new ConcreteState2();

    // 当前状态
    private State currentState;

    public State getCurrentState() 
        return currentState;
    

    public void setCurrentState(State currentState) 
        // 切换状态
        this.currentState = currentState;
        // 和当前状态建立联系
        this.currentState.setContext(this);
    

    // 行为委托
    public void handle1() 
        this.currentState.handle1();
    

    public void handle2() 
        this.currentState.handle2();
    

客户端 Client：

package com.yrs.state;

/**
 * @Author: yangrusheng
 * @Description:
 * @Date: Created in 18:11 2020/8/23
 * @Modified By:
 */
public class Client 
    public static void main(String[] args) 
        // 定义环境上下文
        Context context = new Context();
        // 初始状态
        context.setCurrentState(new ConcreteState1());
        context.handle1();
        context.handle2();
    

源代码：https://github.com/ByrsH/Design-Patterns/tree/master/Design%20Patterns/src/main/java/com/yrs/state

状态模式的应用

状态模式的优点：

• 结构清晰。避免过多的条件语句判断，避免使程序变得复杂，提高了系统的可维护性
• 遵循设计原则。很好地体现了开闭原则和单一职责原则，每个状态对应一个类。
• 封装性非常好。状态的变换放在类的内部来实现，外部不需要知道内部是如何实现的。

缺点：
如果状态多的话，会造成类膨胀

使用场景

• 行为随着状态改变而改变的场景
• 条件、分支判断语句的替代者

参考

• 《设计模式之禅-第2版》