《设计模式之禅》笔记摘录 - 21.状态模式

状态模式的定义

什么是状态档式呢?其定义如下:当一个对象内在状态改变Allow an object to alter its behavior when its internal state changes. The object will appear to change its class.(当一个对象内在状态改变时允许其改变行为,这个对象看起来像改变了其类。)

状态模式的核心是封装,状态的变更引起了行为的变更,从外部看起来就好像这个对象对应的类发生了改变一样。状态模式的通用类图如图所示。

State,抽象状态角色。接口或抽象类,负责对象状态定义,并且封装环境角色以实现状态切换。

ConcreteState,具体状态角色。每一个具体状态必须完成两个职责:本状态的行为管理以及趋向状态处理,通俗地说,就是本状态下要做的事情,以及本状态如何过渡到其他状态。

Context,环境角色。定义客户端需要的接口,并且负责具体状态的切换。状态模式相对来说比较复杂,它提供了一种对物质运动的另一个观察视角,通过状态变更促使行为的变化。

环境角色有两个不成文的约束:把状态对象声明为静态常量,有几个状态对象就声明几个静态常量。环境角色具有状态抽象角色定义的所有行为,具体执行使用委托方式。

状态模式的应用

状态模式的优点

结构清晰,免了过多的switch...case或者if...else语句的使用,避免了程序的复杂性,提高系统的可维护性。

遵循设计原则,很好地体现了开闭原则和单一职责原则,每个状态都是一个子类,你要增加状态就要增加子类,你要修改状态,你只修改一个子类就可以了。

封装性非常好,这也是状态模式的基本要求,状态变换放置到类的内部来实现,外部的调用不用知道类内部如何实现状态和行为的变换。

状态模式的缺点

状态模式既然有优点,那当然有缺点了。但只有一个缺点,子类会太多,也就是类膨胀。如果一个事物有很多个状态也不稀奇,如果完全使用状态模式就会有太多的子类,不好管理,这个需要大家在项目中自己衡量。其实有很多方式可以解决这个状态问题,如在数据库中建立一个状态表,然后根据状态执行相应的操作,这个也不复杂,看大家的习惯和嗜好了。

状态模式的使用场景

行为随状态改变而改变的场景。这也是状态模式的根本出发点,例如权限设计,人员的状态不同即使执行相同的行为结果也会不同,在这种情况下需要考虑使用状态模式。

条件、分支判断语句的替代者。在程序中大量使用switch语句或者if判断语句会导致程序结构不清晰,逻辑混乱,使用状态模式可以很好地避免这一问题,它通过扩展子类实现了条件的判断处理。

状态模式的注意事项

状态模式适用于当某个对象在它的状态发生改变时,它的行为也随着发生比较大的变化,也就是说在行为受状态约束的情况下可以使用状态模式,而且使用时对象的状态最好不要超过5个。

状态间的自由切换,会有很多种,你要挨个去牢记一遍吗?那这怎么实现呢?需要我们把已经有的几种状态按照一定的顺序再重新组装一下,那这个是什么模式?建造者模式!建造模式+状态模式会起到非常好的封装作用。

更进一步,应该有部分读者做过工作流开发,如果不是土制框架,那么就应该有个状态机管理(即使是土制框架也应该有),如一个Activity (节点)有初始化状态(Initialized State)、挂起状态(Suspended State)、完成状态(Completed State)等,流程实例也有这么多状态,那这些状态怎么管理呢?通过状态机(State Machine)来管理,那状态机是个什么东西呢?就是我们上面提到的Context类的升级变态Boss!

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