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设计模式之状态模式

wxchong 2025-02-07 19:25:01 开源技术 38 ℃ 0 评论

1 介绍

状态模式是行为设计模式的一种,状态模式中的行为是由状态决定的,不同的状态下有不同的行为。状态模式将对象的行为封装在不同的状态对象中,将对象的状态从对象中分离出来,客户端无需关心对象的当前状态和状态的转换。当一个对象的内在状态改变时允许改变其行为,这个对象看起来像是改变了其类。

意图:允许对象在内部状态发生改变时改变它的行为,对象看起来好像修改了它的类。

主要解决:对象的行为依赖于它的状态(属性),并且可以根据它的状态改变而改变它的相关行为。

何时使用:代码中包含大量与对象状态有关的条件语句。

如何解决:将各种具体的状态类抽象出来。

关键代码:通常命令模式的接口中只有一个方法。而状态模式的接口中有一个或者多个方法。而且,状态模式的实现类的方法,一般返回值,或者是改变实例变量的值。也就是说,状态模式一般和对象的状态有关。实现类的方法有不同的功能,覆盖接口中的方法。状态模式和命令模式一样,也可以用于消除 if...else 等条件选择语句。

应用实例: 1、打篮球的时候运动员可以有正常状态、不正常状态和超常状态。 2、曾侯乙编钟中,'钟是抽象接口','钟A'等是具体状态,'曾侯乙编钟'是具体环境(Context)。

优点: 1、封装了转换规则。 2、枚举可能的状态,在枚举状态之前需要确定状态种类。 3、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。 4、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。 5、可以让多个环境对象共享一个状态对象,从而减少系统中对象的个数。

缺点: 1、状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。 2、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。 3、状态模式对"开闭原则"的支持并不太好,对于可以切换状态的状态模式,增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码,否则无法切换到新增状态,而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。

使用场景: 1、行为随状态改变而改变的场景。 2、条件、分支语句的代替者。

注意事项:在行为受状态约束的时候使用状态模式,而且状态不超过 5 个。

实现类图如下:

2 状态接口

package com.zydgbbs.behaviorpatterns.state;
public interface State {
    void doAction(Context context);
}

3 创建状态的实体类

package com.zydgbbs.behaviorpatterns.state;
public class StartState implements State{
    @Override
    public void doAction(Context context) {
        System.out.println("Player is in start state");
        context.setState(this);
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "StartState";
    }
}
package com.zydgbbs.behaviorpatterns.state;
public class StopState implements State{
    @Override
    public void doAction(Context context) {
        System.out.println("Player is in stop state");
        context.setState(this);
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "StopState";
    }
}

4 创建Context类

package com.zydgbbs.behaviorpatterns.state;
public class Context {
    private State state;
    public State getState() {
        return state;
    }
    public void setState(State state) {
        this.state = state;
    }
}

5 测试类

package com.zydgbbs.behaviorpatterns.state;
public class StatePatternTest {
    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context();
        StartState startState = new StartState();
        startState.doAction(context);
        System.out.println(context.getState().toString());
        StopState stopState = new StopState();
        stopState.doAction(context);
        System.out.println(context.getState().toString());
    }
}

总结

上面的代码可以复制下来,按照包的路径进行创建,代码可以直接运行,大家可以执行下,方便更好地理解状态模式。

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