设计模式 - 状态模式(State pattern)

定义

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。

类型

对象行为模式

适用性

以下情况适用状态模式:

  1. 一个对象的状态取决于它的行为,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,这些状态通常由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。

结构

命令模式结构

参与者

上下文(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;

抽象状态(State): 定义一个接口以封装与Context的一个特定状态相关的行为;

具体状态(ConcreteState): 每一个子类实现一个与Context的一个状态相关的行为。

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) 会增加系统类和对象的个数;

(2) 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) 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;

命令模式实现

抽象状态(State)

public interface State {
    void handle(String param);
}

具体状态(ConcreteState)

public class ConcreteStateA implements State {
    @Override
    public void handle(String param) {
        System.out.println("ConcreteStateA handle :" + param);
    }
}

public class ConcreteStateB implements State {
    @Override
    public void handle(String param) {
        System.out.println("ConcreteStateB handle :" + param);
    }
}

上下文(Context)

public class Context {
    private State state;

    public Context(State state) {
        this.state = state;
    }

    public void request(String param) {
        state.handle(param);
    }
}

客户端(Client)

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        new Client().test();
    }

    private void test() {
        Context context;

        State stateA = new ConcreteStateA();
        context = new Context(stateA);
        context.request("testA");

        State stateB = new ConcreteStateA();
        context = new Context(stateB);
        context.request("testB");
    }
}

输出

ConcreteStateA handle :testA
ConcreteStateA handle :testB

参考代码

https://github.com/xueyufish/design-pattern-java/tree/master/state