状态模式中的行为是由状态来决定的,不同的状态下有不同的行为。
定义
允许对象在内部状态发生改变时改变它的行为,对象看起来好像修改了它的类。
这个定义听起来有点绕,其实还是那句话,不同的状态有不同的行为,这样当状态改变时,就像变了个类一样。
使用场景
- 一个对象的行为取决于它的状态,并且它在运行时根据状态改变它的行为。
- 代码中包含大量与对象状态有关条件语句。
核心就是状态,在一堆行为中能抽象出不同的状态,自然就能适用状态模式
UML
- Context:环境类,用来设置当前状态和执行该状态下行为
- State: 状态的接口,表示该状态下的行为
- StateA, StateB 具体的状态实现类,实现不同状态下的不同行为
举例
比如我们平常就有上班和下班两种状态
上班时在努力工作,上班时间过了状态就变成下班了。
下班时休息学习,下班时间结束就变成上班了
CODE
// 状态接口,用来表示不同状态下该做什么事
interface State {
fun doSomeThing()
}
//两个具体的状态
class WorkingState : State {
override fun doSomeThing() {
print("上班:认真工作")
}
}
class OffDutySate : State {
override fun doSomeThing() {
print("下班:关注 Android 面试官,学习")
}
}
// 环境类 人,有不同的状态
class Man {
private var state: State = OffDutySate()
fun startWork() {
state = WorkingState()
}
fun offDuty() {
state = OffDutySate()
}
fun doSomeThing() {
state.doSomeThing()
}
}
来运行一下测试代码
fun main() {
val man = Man()
println("打卡上班,这时候做点什么呢")
man.startWork()
man.doSomeThing()
println("到点下班,这时候做点什么呢")
man.offDuty()
man.doSomeThing()
}
// 运行结果 -----
打卡上班,这时候做点什么呢
上班:认真工作,积累福报
到点下班,这时候做点什么呢
下班:关注 Android 面试官,学习
不出所料,人在处理上班和下班两种状态时,行为完全不同,就像换了个人似的。(换了个类似的)
这便是最简单的状态模式了。
安卓中的应用
WIFI 管理里的各种状态
com.android.server.wifi.WifiStateMachine
这些状态都继承自 com.android.internal.util.State; 不同状态下,行为也不一样
public class State implements IState {
@Override
public void enter() {
// 进入该状态做的一些事
}
@Override
public void exit() {
// 退出该状态做的一些事
}
@Override
public boolean processMessage(Message msg) {
// 在该状态下处理各种消息事件
return false;
}
}
优缺点
优点:
- 封装了转换规则。
- 枚举可能的状态,在枚举状态之前需要确定状态种类。
- 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。
- 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。
- 可以让多个环境对象共享一个状态对象,从而减少系统中对象的个数。
缺点:
- 状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。
- 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。
- 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类的源代码。
状态模式 VS 策略模式
如果看过之前 策略模式 文章,应该会发现两者非常相似,简直是亲兄弟,我们先看看两者的通用类图:
「状态模式(左) 策略模式(右)」
可以看出状态模式和策略模式的类结构是一致的。不过在模式应用上有着本质的不同。
策略模式重在整个算法的替换:如之前文章中举例的,冒泡排序、快速排序都可以作为一个单独的排序算法进行替换使用。
而状态模式则是通过状态来改变形为,其不同状态组合起来是共同的整体。就像大部分人都有着上班下班两种状态,只是时间长短可能不一样而已。