设计模式-状态模式

状态模式(State)的定义

定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类

状态模式(State)适用性

  1.一个对象的行为取决于它的状态,并且它必须在运行时刻根据状态改变它的行为。

  2.一个操作中含有庞大的多分支的条件语句,且这些分支依赖于该对象的状态。

      这个状态通常用一个或多个枚举常量表示。

      通常,有多个操作包含这一相同的条件结构。

      State模式将每一个条件分支放入一个独立的类中。

      这使得你可以根据对象自身的情况将对象的状态作为一个对象,这一对象可以不依赖于其他对象而独立变化。

状态模式(State)的参与者

1.Context

      定义客户感兴趣的接口。

      维护一个ConcreteState子类的实例,这个实例定义当前状态。

2.State

      定义一个接口以封装与Context的一个特定状态相关的行为。

3.ConcreteStatesubclasses

      每一子类实现一个与Context的一个状态相关的行为。

状态模式(State)的UML类图

        

具体代码实现:

定义State

1 //定义和Context中的状态相对应的行为
2 public interface State {
3     //获取天气情况
4     String getState();
5 }

定义Context

复制代码
 1 //定义当前的状态
 2 public class Context {
 3 
 4     private State state;
 5 
 6     public State getState() {
 7         return state;
 8     }
 9 
10     public void setState(State state) {
11         this.state = state;
12     }
13     public String stateMessage(){
14         return state.getState();
15     }
16 }
复制代码

定义ConcreteStatesubclasses

复制代码
 1 class Sunshine implements State{
 2 
 3     @Override
 4     public String getState() {
 5         
 6         return "晴天";
 7     }
 8     
 9 }
10 class Rain implements State{
11 
12     @Override
13     public String getState() {
14         
15         return "下雨";
16     }
17     
18 }
复制代码

测试一下

复制代码
 1 public class StateTest {
 2 
 3     public static void main(String args[]){
 4         Context context=new Context();
 5         context.setState(new Rain());
 6         System.out.println(context.stateMessage());
 7         context.setState(new Sunshine());
 8         System.out.println(context.stateMessage());
 9     }
10 }
复制代码

运行结果:

下雨
晴天

接下来我们用Java编程思想中的一个例子来讲解一下状态模式

  我们学习了多态,看起来似乎所有的东西都可以去继承,因为多态是一个如此巧妙的工具。事实上,当我们使用现成的类建立新类时,如果首先考虑使用继承技术,反倒会加重我们的设计负担,使得事情变得复杂起来。

  更好的设计思想是首先选择"组合",尤其是不能十分确定应该使用哪一种方式的时候。组合不会强制我们的程序设计进入继承的层次结构中。而且,组合更加灵活,因为它可以动态选择类型(因此也就选择了行为),想法,继承在编译时就需要知道确定的类型,下面是具体代码体现:

复制代码
 1 //相当于状态模式中的state
 2 class Actor {
 3 
 4     public void act(){
 5     }
 6 }
 7 //相当于状态模式中的ConcreteStateSubclassess
 8 class HappyActor extends Actor{
 9     public void act(){
10         System.out.println("HappyActor");
11     }
12 }
13 class SadActor extends Actor{
14     public void act(){
15         System.out.println("SadActor");
16     }
17 }
18 //相当于状态模式中的Context
19 class Stage{
20     private Actor actor=new HappyActor();
21     //改变引用actor的指向的具体类型
22     public void change(){
23         actor=new SadActor();
24     }
25     //根据状态的不同执行不同的行为
26     public void performPlay(){
27         actor.act();
28     }
29 }
复制代码

测试一下:

复制代码
 1 public class Transmogrify {
 2 
 3     /**
 4      * @param args
 5      */
 6     public static void main(String[] args) {
 7 
 8         Stage stage=new Stage();
 9         stage.performPlay();
10         stage.change();
11         stage.performPlay();
12     }
13 
14 }
复制代码

运行结果:

HappyActor
SadActor

程序分析:在这里,Stage对象包含一个对Actor的引用,而Actor被初始化为HappyActor对象,这意味着performPlay()会产生某种特殊行为。既然引用在运行时可以和另一个不同的对象重新绑定起来,SadActor对象的引用可以在actor中被替换,然后由performPlay()产生的行为也随之改变,这样一来,我们在运行期间获得了动态灵活性。与此相反的是,我们不能在运行期间决定继承不同的对象,因为它要求在编译期间完全确定下来。

大家是不是觉得状态模式和策略模式不是一样的吗?我们讲一下他们之间的区别和联系:

状态模式和策略模式的区别和联系(取自知乎网友的回答,很精辟):

区别:
状态模式将各个状态所对应的操作分离开来,即对于不同的状态,由不同的子类实现具体操作,不同状态的切换由子类实现,当发现传入参数不是自己这个状态所对应的参数,则自己给Context类切换状态;而策略模式是直接依赖注入到Context类的参数进行选择策略,不存在切换状态的操作练习
联系:
状态模式和策略模式都是为具有多种可能情形设计的模式,把不同的处理情形抽象为一个相同的接口,符合对扩展开放,对修改封闭的原则。还有就是,策略模式更具有一般性一些,在实践中,可以用策略模式来封装几乎任何类型的规则,只要在分析过程中听到需要在不同实践应用不同的业务规则,就可以考虑使用策略模式处理,在这点上策略模式是包含状态模式的功能的,策略模式是一个重要的设计模式。
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