设计模式——状态设计模式

1 概念

    状态模式又称为状态对象模式，状态模式允许一个对象在其内部状态改变的时候改变其行为。这个对象看上去就像是改变了它的类

一样。

2 状态模式的结构

   状态模式把所有研究的对象的行为包装在不同的状态对象里，每一个状态对象都属于一个抽象状态类的一个子类。状态模式的意图是让一个对象在其内部状态改变的时候，其行为也随之改变。

   

   模式所涉及的角色有：

•  抽象状态(State)角色：定义一个接口，用以封装环境(context)对象的一个特定转态所对应的行为。

• 具体状态(ConcreteState)角色：每一个具体状态类都实现了环境的一个状态所对应的行为。

• 环境(context)角色:定义客户端所感兴趣的接口，并且保留一个具体状态类的实例。这个具体状态类的实例给出此环境对象的现有状态。

    在上图可以看出，环境类Context是所考察的类，而它的行为方法是委派给类型为state的一个对象的。由于State本身是一个抽象类的接口，实际担当此任务的是具体状态类，即ConcreteState。上图只给出了一个具体的状态类，而实际情况中会有很多具体状态的类的。换而言之，环境类Context的行为operation()是委派给某一个具体状态类的。

    通过使用多态性原则，可以动态的改变环境类Context的属性 State的内容，使其从指向一个具体状态类变换到指向另一个具体状态类，从而使环境类的行为operation()由不同的具体状态类来执行。

3 实例

Context类(环境)：

publicclassContext{
   privateState state;

   publicvoid operation(){
      state.operation();
   }

   publicvoid setState(State state){
      this.state = state;
   }
}

 

上面就是环境角色的源代码，可以看出，环境类持有一个State对象，并把所有的行为委派给此对象。

State接口(抽象状态)：

publicinterfaceState{
      publicvoid operation();
}

 

   这个接口规范所有实现此接口的子类，要求它们都实现方法operation()

concreteState(具体状态类):

publicclassConcereteStateimplementsState{
      publicvoid operation(){...}
}

 

4 状态模式的效果

   (1)  状态模式需要对每一个系统可能取得的状态创立一个状态类(State)的子类。当系统的状态发生变化时，系统便改变所选的子类。所有与一个特定状态有关的行为都被包装到一个特定的对象里，使得行为的定义局部化。因为同样的原因，如果有新的状态对应的行为需要定义时，可以很方便的通过设立新的子类的方式加到系统里，不需要改动其它的类。

   (2) 由于每一个状态都被包装到了类里，就可以不必采用过程性的处理方式，使用大量的if-else判断语句。

   (3) 使用状态模式使系统状态的变化变得很明显。由于不用一些属性(内部变量)来指明系统所处的状态，因此就不用担心担心修改这些属性不当而造成的错误。

   (4) 状态模式的缺点是会造成大量的小的状态类，有点是使程序免于大量的条件转移语句，使程序更易于维护。

   (5) 系统所选的状态子类均是从一个抽象状态类或接口继承而来，java语言的特性使得在java语言中使用状态模式较为安全。多态性则是状态模式的核心。

5 使用场景

   (1) 一个对象的行为依赖于它所处的状态，对象的行为必须随着其状态的改变而改变

   (2) 对象在某个方法里依赖于一重或多重的条件转移语句，其中大量的代码。状态模式把条件转移语句的每一个分支都包装到一个单独的类里，这使得这些条件转移分支能够以类的方式独立存在和演化。维护这些独立的类也就不再影响系统的其它部分。