狀態(tài)模式
在狀態(tài)模式(State Pattern)中,類的行為是基于它的狀態(tài)改變的。這種類型的設計模式屬于行為型模式。
在狀態(tài)模式中,我們創(chuàng)建表示各種狀態(tài)的對象和一個行為隨著狀態(tài)對象改變而改變的 context 對象。
介紹
意圖:允許對象在內部狀態(tài)發(fā)生改變時改變它的行為,對象看起來好像修改了它的類。
主要解決:對象的行為依賴于它的狀態(tài)(屬性),并且可以根據它的狀態(tài)改變而改變它的相關行為。
何時使用:代碼中包含大量與對象狀態(tài)有關的條件語句。
如何解決:將各種具體的狀態(tài)類抽象出來。
關鍵代碼:通常命令模式的接口中只有一個方法。而狀態(tài)模式的接口中有一個或者多個方法。而且,狀態(tài)模式的實現類的方法,一般返回值,或者是改變實例變量的值。也就是說,狀態(tài)模式一般和對象的狀態(tài)有關。實現類的方法有不同的功能,覆蓋接口中的方法。狀態(tài)模式和命令模式一樣,也可以用于消除 if...else 等條件選擇語句。
應用實例:1、打籃球的時候運動員可以有正常狀態(tài)、不正常狀態(tài)和超常狀態(tài)。 2、曾侯乙編鐘中,'鐘是抽象接口','鐘A'等是具體狀態(tài),'曾侯乙編鐘'是具體環(huán)境(Context)。
優(yōu)點:1、封裝了轉換規(guī)則。 2、枚舉可能的狀態(tài),在枚舉狀態(tài)之前需要確定狀態(tài)種類。 3、將所有與某個狀態(tài)有關的行為放到一個類中,并且可以方便地增加新的狀態(tài),只需要改變對象狀態(tài)即可改變對象的行為。 4、允許狀態(tài)轉換邏輯與狀態(tài)對象合成一體,而不是某一個巨大的條件語句塊。 5、可以讓多個環(huán)境對象共享一個狀態(tài)對象,從而減少系統中對象的個數。
缺點:1、狀態(tài)模式的使用必然會增加系統類和對象的個數。 2、狀態(tài)模式的結構與實現都較為復雜,如果使用不當將導致程序結構和代碼的混亂。 3、狀態(tài)模式對"開閉原則"的支持并不太好,對于可以切換狀態(tài)的狀態(tài)模式,增加新的狀態(tài)類需要修改那些負責狀態(tài)轉換的源代碼,否則無法切換到新增狀態(tài),而且修改某個狀態(tài)類的行為也需修改對應類的源代碼。
使用場景:1、行為隨狀態(tài)改變而改變的場景。 2、條件、分支語句的代替者。
注意事項:在行為受狀態(tài)約束的時候使用狀態(tài)模式,而且狀態(tài)不超過 5 個。
實現
我們將創(chuàng)建一個 State 接口和實現了 State 接口的實體狀態(tài)類。Context 是一個帶有某個狀態(tài)的類。
StatePatternDemo,我們的演示類使用 Context 和狀態(tài)對象來演示 Context 在狀態(tài)改變時的行為變化。

步驟 1
創(chuàng)建一個接口。
State.java
public interface State { public void doAction(Context context); }
步驟 2
創(chuàng)建實現接口的實體類。
StartState.java
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"; } }
StopState.java
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"; } }
步驟 3
創(chuàng)建 Context 類。
Context.java
public class Context { private State state; public Context(){ state = null; } public void setState(State state){ this.state = state; } public State getState(){ return state; } }
步驟 4
使用 Context 來查看當狀態(tài) State 改變時的行為變化。
StatePatternDemo.java
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()); } }
步驟 5
驗證輸出。
Player is in start state Start State Player is in stop state Stop State