定义
对有状态的对象,把复杂的"判断逻辑"提取到不同的状态对象中,允许状态对象在其内部状态发生改变时改变其行为。
结构
状态模式包含以下主要角色。
- 环境角色:也称为上下文,它定义了客户程序需要的接口,维护一个当前状态,并将与状态相关的操作委托给当前状态对象来处理。
- 抽象状态角色:定义一个接口,用以封装环境对象中的特定状态所对应的行为。
- 具体状态角色:实现抽象状态所对应的行为。
案例
环境角色
java
public class Context {
public final static OpenningState openningState = new OpenningState();//开门状态,这时候电梯只能关闭
public final static ClosingState closeingState = new ClosingState();//关闭状态,这时候电梯可以运行、停止和开门
public final static RunningState runningState = new RunningState();//运行状态,这时候电梯只能停止
public final static StoppingState stoppingState = new StoppingState();//停止状态,这时候电梯可以开门、运行
//定义一个当前电梯状态
private LiftState liftState;
public LiftState getLiftState() {
return this.liftState;
}
public void setLiftState(LiftState liftState) {
//当前环境改变
this.liftState = liftState;
//把当前的环境通知到各个实现类中
this.liftState.setContext(this);
}
public void open() {
this.liftState.open();
}
public void close() {
this.liftState.close();
}
public void run() {
this.liftState.run();
}
public void stop() {
this.liftState.stop();
}
}
状态类。用来统一不同状态的执行方法。
java
public abstract class LiftState {
protected Context context;
public void setContext(Context context) {
this.context = context;
}
//电梯开门动作
public abstract void open();
//电梯关门动作
public abstract void close();
//电梯运行动作
public abstract void run();
//电梯停止动作
public abstract void stop();
}
创建具体状态角色
java
public class StoppingState extends LiftState{
@Override
public void open() {
System.out.println("门开了");
context.setLiftState(Context.openningState);
}
@Override
public void close() {
}
@Override
public void run() {
System.out.println("电梯运行了");
context.setLiftState(Context.runningState);
}
@Override
public void stop() {
}
}
public class RunningState extends LiftState{
@Override
public void open() {
}
@Override
public void close() {
}
@Override
public void run() {
}
@Override
public void stop() {
System.out.println("电梯停了");
context.setLiftState(Context.stoppingState);
}
}
public class ClosingState extends LiftState{
@Override
public void open() {
System.out.println("门打开了");
context.setLiftState(Context.openningState);
}
@Override
public void close() {
}
@Override
public void run() {
System.out.println("电梯运行了");
context.setLiftState(Context.runningState);
}
@Override
public void stop() {
System.out.println("电梯停止中");
context.setLiftState(Context.stoppingState);
}
}
public class OpenningState extends LiftState{
@Override
public void open() {
System.out.println("门开了");
}
@Override
public void close() {
System.out.println("门关上了");
super.context.setLiftState(Context.closeingState);
}
@Override
public void run() {
}
@Override
public void stop() {
}
}
测试
java
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Context context = new Context();
RunningState runningState = new RunningState();
context.setLiftState(runningState);
context.open();
context.close();
context.run();
context.stop();
System.out.println("=================");
OpenningState openningState = new OpenningState();
context.setLiftState(openningState);
context.open();
context.close();
context.run();
context.stop();
System.out.println("=================");
ClosingState closingState = new ClosingState();
context.setLiftState(closingState);
context.close();
context.run();
context.stop();
}
}
电梯停了
=================
门开了
门关上了
电梯运行了
电梯停了
=================
电梯运行了
电梯停了
环境类与状态类互相聚合,通过环境类调用对应的状态方法。如果要更改状态需要当前具体状态角色的重写方法内调用环境的setLiftSate()方法。
盲点
环境类中的setLiftState()方法中为什么要进行setContext()方法,解释如注释,在一个新的状态相当于创建了个新的对象,新创建的对象环境属性的值自然为null,那么在客户端调用方法时,一定会报空指针异常。
优点
- 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。
- 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。
缺点
- 状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。
- 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。
- 状态模式对"开闭原则"的支持并不太好。
使用场景
- 当一个对象的行为取决于它的状态,并且它必须在运行时根据状态改变它的行为时,就可以考虑使用状态模式。
- 一个操作中含有庞大的分支结构,并且这些分支决定于对象的状态时。
为什么要使用状态模式
正常情况下,如果要实现不同状态下要走不同的功能,要么使用switch-case语句或是if-else语句来实现,比如案例如果使用switch-case来实现的话,四种状态下就需要写四次switch-case来区分每次执行方法。并且如果新增其他状态,需要更改的地方过多且杂乱,因此使用状态模式更好些,不过对程序员代码能力要一定要求。