状态模式:
状态模式(State Pattern)是一种行为型设计模式,它允许对象在内部状态改变时改变其行为。这种模式将与特定状态相关的操作和行为封装到单独的状态类中,当对象的状态变化时,就调用相应状态类的方法来处理。
角色与结构:
1 Context(环境/上下文):
- 环境类包含一个 State 对象的引用,并通过这个引用调用 State 对象的方法。
- 环境类可以将自身的引用传递给 State 对象,以便在状态发生变化时更新自身状态。
2 State(抽象状态):
- 定义了一个接口以供所有具体状态子类实现,通常声明了所有可能的行为以及一些用于切换状态的方法。
3 ConcreteState(具体状态):
- 每个具体状态都是 State 的一个子类,每个子类都实现了 State 接口定义的所有方法。
- 具体状态类负责在对应状态下执行相应的业务逻辑,并且可以在满足条件时更改 Context 的状态。
工作原理:
- 当 Context 中的对象状态发生改变时,它会改变其内部持有的 State 对象为一个新的具体状态对象。之后,对 Context 执行的操作将被转发到当前持有的具体状态对象上执行。
示例代码:
状态模式java示例代码如下:
java
// 抽象状态接口
interface State {
void handle(Context context);
}
// 具体状态类
class ConcreteStateA implements State {
@Override
public void handle(Context context) {
System.out.println("Handling state A");
// 更改状态至 B
context.setState(new ConcreteStateB());
}
}
class ConcreteStateB implements State {
@Override
public void handle(Context context) {
System.out.println("Handling state B");
// 更改状态至 A
context.setState(new ConcreteStateA());
}
}
// 上下文类
class Context {
private State state;
public Context(State state) {
setState(state);
}
public void setState(State state) {
this.state = state;
}
public void request() {
state.handle(this);
}
}
// 客户端代码
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Context context = new Context(new ConcreteStateA());
context.request(); // 输出 "Handling state A"
context.request(); // 输出 "Handling state B"
context.request(); // 输出 "Handling state A"
}
}
说明:上面代码中Context
类持有 State
对象,并在请求时调用当前状态对象的 handle()
方法。每次调用 handle()
方法时,都会根据需要切换到下一个状态。
优点:
- 减少 if-else 或 switch-case 语句:通过将状态相关的行为分发给不同的状态对象,简化了代码结构,使得状态变更更加清晰和易于管理。
- 扩展性良好:增加新的状态只需要创建新的具体状态类,而不需要修改现有代码。
- 遵循开闭原则:已有的状态类无需修改就能添加新状态。
应用场景:
- ATM 自动取款机根据账户状态(如正常、冻结、透支等)的不同,执行不同的操作。
- 游戏角色有不同的状态(如站立、行走、奔跑、跳跃),每种状态下角色的动作不同。
- 文本编辑器中的文本格式(如普通、粗体、斜体、下划线等)可以通过状态模式进行切换。