Java与设计模式-状态模式

Posted 2020-06-19 yayun0516

概念：状态模式把所研究的对象的行为包装在不同的状态对象里，每一个状态对象都属于一个抽象状态类的一个子类。状态模式的意图是让一个对象在其内部状态改变的时候，其行为也随之改变，也就是不同状态对应不同的行为。状态模式的示意性类图如下所示：

UML类图：Context:可以理解成控制类

                  State是状态接口

                  ConcreteStateA和ConcreteStateB可以认为是接口的实现，也就是具体的状态实现类。

使用场景：对象的状态决定对象的行为，在运行时根据状态动态调整对象的行为。

                 代码中有复杂的if else判断，且这些分支判断和状态有关系。

实际场景：（1）电视开关机状态，电视开机状态下才可以进行各种操作，关机状态下，不能进行各项操作。

                  （2）WIFI状态，WIFI开状态下可以连接WIFI，关闭状态不可进行操作。

                  （3）登录状态，这个在开发中较为常用，一般在进入系统实现分享转发等操作时要先判断用户的登录状态，若已经登录则可进行操作，否则提示用户登录。

我们来实现场景1.

 

首先创建一个状态接口（对应UML类图中的State接口）：

package com.state.demo;

public interface TvState {
	/**
	 * 电视状态的接口，里面提供四种方法
	 */
	void nextChanel();
	void preChanel();
	void turnUp();
	void turnDown();

}

接下来两个实现类（对应UML类图中ConcreteStateA）：

package com.state.demo;

public class PowerOnState implements TvState {
	/**
	 * 开机状态下，遥控器按钮有效
	 */

	@Override
	public void nextChanel() {

		System.out.println("---------下一频道-----------------------");
	}

	@Override
	public void preChanel() {
		System.out.println("---------上一频道-----------------------");
	}

	@Override
	public void turnUp() {
		System.out.println("---------音量增大-----------------------");
	}

	@Override
	public void turnDown() {
		System.out.println("---------音量减小-----------------------");
	}

}

实现类2（对应UML类图中ConcreteStateB）：

package com.state.demo;

public class PowerOffState implements TvState {
	/**
	 * 关机状态下，所有按钮无效
	 */

	@Override
	public void nextChanel() {
		System.out.println("---------关机状态不可用，请先开机-----------------------");
	}

	@Override
	public void preChanel() {
		System.out.println("---------关机状态不可用，请先开机-----------------------");
	}

	@Override
	public void turnUp() {
		System.out.println("---------关机状态不可用，请先开机-----------------------");
	}

	@Override
	public void turnDown() {
		System.out.println("---------关机状态不可用，请先开机-----------------------");
	}

}

接下来控制类（对应UML类图中Context）：

package com.state.demo;

public class TvController {
	
	TvState tvState=null;
	public void setTvState(TvState tvState) {
		this.tvState = tvState;
	}
	/**
	 * 开机
	 */
	public void turnOnTv(){
		
		setTvState(new PowerOnState());
		System.out.println("--------开机啦---------------");
	}
	/**
	 * 关机
	 */
	public void turnOffTv(){
		
		setTvState(new PowerOffState());
		System.out.println("--------关机啦---------------");
	}
	/**
	 * 下一频道
	 */
	public void nextChanel(){
		tvState.nextChanel();
	}
	
	public void preChanel(){
		tvState.preChanel();
	}
	
	public void turnUp(){
		tvState.turnUp();
	}
	public void turnDown(){
		tvState.turnDown();
	}
}

最后，编写一个测试类，测试以上代码：

package com.state.demo;

public class TestClass {

	public static void main(String[] args) {

		TvController tvController=new TvController();//创建一个控制类
		tvController.turnOnTv();//首先开机
		tvController.nextChanel();
		tvController.turnDown();
		tvController.turnOffTv();//关机
		
		tvController.turnDown();//关机后功能不再提供
	}

}

运行实例如下：

这里有些逻辑小问题，就是在已经开机的状态下，用户再次调用开机要进行提示，这时我们可以在控制类中加入如下代码；

package com.state.demo;

public class TvController {
	private boolean isTvOn=false;
	TvState tvState=null;
	public void setTvState(TvState tvState) {
		this.tvState = tvState;
	}
	/**
	 * 开机
	 */
	public void turnOnTv(){
		if(!isTvOn){
			isTvOn=true;
			setTvState(new PowerOnState());
			System.out.println("--------开机啦---------------");
		}else{
			isTvOn=true;
			System.out.println("--------已经开机了，不要再按了---------------");
		}
		
	}
	/**
	 * 关机
	 */
	public void turnOffTv(){
		if(isTvOn){
			isTvOn=false;
		setTvState(new PowerOffState());
		System.out.println("--------关机啦---------------");
		}else{
			isTvOn=false;
			System.out.println("-------已经关机啦，不要再按了---------------");
		}
	}
	/**
	 * 下一频道
	 */
	public void nextChanel(){
		tvState.nextChanel();
	}
	
	public void preChanel(){
		tvState.preChanel();
	}
	
	public void turnUp(){
		tvState.turnUp();
	}
	public void turnDown(){
		tvState.turnDown();
	}
}

做一个开机标识，每次调用方法之前进行判断即可。这时再次运行测试类：

package com.state.demo;

public class TestClass {

	public static void main(String[] args) {

		TvController tvController=new TvController();//创建一个控制类
		tvController.turnOnTv();//首先开机
		tvController.turnOnTv();//首先开机
		tvController.nextChanel();
		tvController.turnDown();
		tvController.turnOffTv();//关机
		tvController.turnOffTv();//关机
		
		tvController.turnDown();//关机后功能不再提供
	}

}

运行如下：

 

总结：控制类持有系统状态，但控制类不直接处理行为，行为在状态的实现类中实现；

          用户直接操作控制类，直接和控制类交互，不直接操作状态实现类，这样就有一个职责的分离，有利于系统维护。

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