「设计模式」状态模式

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一、概述

状态模式(State Pattern),指的是类的行为是基于它的状态改变的。通俗点理解,对象根据不同的状态执行不同链路。

从状态模式和定义和个人理解上,状态模式和策略模式在代码写法上十分相似,而且UML图也十分相似,但是意图却完全不一样,设计模式就是这么微妙,这两种模式有啥区别呢?

(1)策略模式是让用户指定更换的策略算法,而状态模式是状态在满足一定条件下的自动更换,用户无法指定状态,最多只能设置初始状态。

(2)状态模式的的思想是,状态之间的切换,在状态A执行完毕后自己控制状态指向状态B。状态模式是不停的切换状态执行。

(3)策略模式的思想上是,考虑多种不同的业务规则将不同的算法封装起来,便于调用者选择调用。策略模式只是条件选择执行一次。

二、优缺点

优点:

  1. 封装了转换规则。
  2. 枚举可能的状态,在枚举状态之前需要确定状态种类。
  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。
  4. 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。
  5. 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:

  1. 状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。
  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类的源代码

三、实现方式

下面以播放器的状态切换为例,状态包括2种:开始、停止。

环境类

public class Context {
    private State state;

    public Context(){
        state = null;
    }

    public void setState(State state){
        this.state = state;
    }

    public State getState(){
        return state;
    }
}

抽象状态类

public interface State {
    void doAction(Context context);
}

具体状态类

public class StartState implements State{

    @Override
    public void doAction(Context context) {
        System.out.println("开始播放");
        context.setState(this);
    }

    public String toString(){
        return "Start State";
    }
}

public class StopState implements State{

    @Override
    public void doAction(Context context) {
        System.out.println("停止播放");
        context.setState(this);
    }

    public String toString(){
        return "Stop State";
    }

}

客户端

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context();

        State startState = new StartState();
        startState.doAction(context);
        System.out.println("当前状态:" + context.getState().toString());

        State stopState = new StopState();
        stopState.doAction(context);
        System.out.println("当前状态:" + context.getState().toString());

    }
}

输出结果

开始播放
当前状态:Start State
停止播放
当前状态:Stop State

四、常见应用场景

(1)行为随状态改变而改变的场景。

(2)替代代码中的条件、分支语句。