State（状态）---对象行为型模式

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。

 

考虑一个表示网络连接的类TCPConnection。一个TCPConnection对象的状态处于若干不同状态之一：连接已建立（Established）、正在监听（Listening）、连接已关闭（Closed）。当一个TCPConnection对象收到其他对象的请求时，它根据自身的当前状态做出不同的反应。例如，一个Open请求的结果依赖于该连接是处于连接已关闭状态还是连接已建立状态。State模式描述了TCPConnection如何在每一种状态下表现出不同的行为。

这一模式的关键思想是引入了一个称为TCPState的抽象类来表示网络的连接状态。TCPState类为各表示不同的操作状态的子类声明了一个公共接口。TCPState的子类实现与特定状态相关的行为。例如，TCPEstablished和TCPClosed类分别实现了特定于TCPConnection的连接已建立状态和连接已关闭状态的行为。

TCPConnection类维护一个表示TCP连接当前状态的状态对象（一个TCPState子类的实例）。TCPConnection类将所有与状态相关的请求委托给这个状态对象。TCPConnection使用它的TCPState子类实例来执行特定于连接状态的操作。

一旦连接状态改变，TCPConnection对象就会改变它所使用的状态对象。例如，当连接从已建立状态转为已关闭状态时，TCPConnection会用一个TCPClosed的实例来代替原来的TCPEstablished的实例。

 

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。

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与其他对象而独立变化。

 

1、Context将与状态相关的请求委托给当前的ConcreteState对象处理。

2、Context可将自身作为一个参数传递给处理该请求的状态对象。这使得状态对象在必要时可访问Context。

3、Context是客户使用的主要接口。客户可用状态对象来配置一个Context，一旦一个Context配置完毕，它的客户不再需要直接与状态对象打交道。

4、Context或ConcreteState子类都可决定哪个状态是另外哪一个状态的后续者，以及是在何种条件下进行状态转换。

 

State模式有下面效果：

1、它将与特定状态相关的行为局部化，并且将不同状态的行为分割开来。State模式将所有与一个特定的状态相关的行为都放入一个对象中。因为所有与状态相关的代码都存在于某一个State子类中，所以通过定义新的子类可以很容易的增加新的状态和转换。

另一个方法是使用数据值定义内部状态并且让Context操作来显式地检查这些数据。但这样将会使整个Context的实现中遍布看起来很相似的条件语句或case语句。增加一个新的状态可能需要改变若干个操作，这就使得维护变得复杂了。

State模式避免了这个问题，但可能会引入另一个问题，因为该模式将不同状态的行为分布在多个State子类中。这就增加了子类的数目，相对于单个类的实现来说不够紧凑。但是如果哟许多状态时这样的分布实际上更好一些，否则需要使用巨大的条件语句。

State模式提供了一个更好的方法来组织与特定状态相关的代码。决定状态转移的逻辑不在单块的if或switch语句中，而是分布在State子类之间。将每一个状态转换和动作封装到一个类中，就把着眼点从执行状态提高到整个对象的状态。这将使代码结构化并使其意图更加清晰。

2、当一个对象仅以内部数据值来定义当前状态时，其状态仅表现为对一些变量的赋值，这不够明确。为不同的状态引入独立的对象使得转换变得更加明确。而且，State对象可保证Context不会发生内部内部状态不一致的情况，因为从Context的角度看，状态转换是原子的。只需重新绑定一个变量，即Context的State对象变量，而无需为多个变量赋值。

3、State对象可被共享。如果State对象没有实例变量，即它们表示的状态完全以它们的类型来编码，那么各Context对象可以共享一个State对象。当状态以这种方法被共享时，它们必然是没有内部状态，只有行为的轻量级对象（Flyweight

）。

 

State模式不指定哪一个参与者定义状态转换准则。如果该准则是固定的，那么它们可在Context中完全实现。然而若让State子类自身指定它们的后续状态以及何时进行转换，通常更灵活更合适。这需要Context增加一个接口，让State对象显式地设定Context的当前状态。

用这种方法分散转换逻辑可以很容易地定义新的State子类来修改和扩展该逻辑。这样做的一个缺点是，一个State子类至少拥有一个其他子类的信息，这就再各子类之间产生了实现依赖。

 

Flyweight模式解释了何时以及怎样共享状态对象。

状态对象通常是Singleton。