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状态模式

状态模式看起来和策略模式很像,但是是两个不一样的设计模式。状态模式是一个类根据内部的状态动态的选择行为。策略模式一般用于算法,通过设置不同的策略类来执行不同的算法。

简介

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。

状态模式把所研究的对象的【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。

角色

  • 抽象状态类State:定义一个或一组接口,表示该状态下类的行为
  • 具体状态类ConcreteState:实现抽象状态类中定义的接口,从而达到不同状态下的不同行为
  • 环境类Context:定义客户感兴趣的接口,维护一个抽象状态类的子类的实例,这个实例代表对象当前的状态

和策略模式的比较

状态模式和策略模式的结构几乎完全一样,但它们的目的却完全不一样。

状态模式的行为是平行的、不可替换的,策略模式的行为是彼此独立、可相互替换的。

状态模式和策略模式都是为了实现解耦,避免一大堆的if-else的写法,但是状态模式更多的是适合不同状态下,同样的行为有不同的响应。根据实际生活来说,这种模式适合有明显的状态区分的时候。比如电视的开,关就是两种状态。

状态模式的关键点在于不同的状态下对于同一行为有不同的响应,这其实就是一个将if-else用多态来实现的具体实例

状态模式将所有与一个特定状态相关的行为都放入一个状态对象中,它提供了一个更好的方法来组织与特定状态相关的代码,将繁琐的状态判断转换成结构清晰的状态类族,在避免代码膨胀的同时也保证了可扩展性和可维护性

使用场景

  • 一个类的状态决定了他的行为,而且在运行时必须根据当前的状态来改变行为。
  • 跟策略模式一样,解决一大堆分支语句的存在。

优缺点:

  • 优点:将所有的状态和该状态的行为封装在同一个实现类中,然后有一个共同的接口,代码结构清晰,便于扩展和修改。
  • 缺点:也是要增加很多类

案例一

下面我们以日常开发中的登录功能来简单应用下状态模式

在登录模块中一般我们会根据用户是否是登录状态而有不同的操作,这里简单模拟2个操作,转发和评论

public interface UserState {
void forward(Context context); //转发
void comment(Context context); //评论
}

登录状态,调用转发和评论直接简单地弹出个Toast

public class LoginedState implements UserState {

    @Override
public void forward(Context context) {
Toast.makeText(context, "转发成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
} @Override
public void comment(Context context) {
Toast.makeText(context, "评论成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
}

未登录状态,调用转发和评论跳转到登录页面,这里直接简单地弹出登录的提示

public class LogoutState implements UserState {

    @Override
public void forward(Context context) {
Toast.makeText(context, "未登录,跳转到登录页面", Toast.LENGTH_SHORT).show();
} @Override
public void comment(Context context) {
Toast.makeText(context, "未登录,跳转到登录页面", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
}

相当于将每一个条件分支下的行为全部放入了一个独立的类中,如果不采用这种模式,则针对每一种行为都必须采取if-else方式判断

状态模式把对象的行为包装在不同的状态对象里,状态模式的意图是让一个对象在其内部状态发生改变的时候,其行为也随之改变

状态模式的行为是平行的、不可替换的

下面我们看看对外提供服务的环境类

public class LoginContext {
private UserState userState = new LoginedState(); //用户状态,默认为登录状态 public void setUserState(UserState userState) { //设置用户状态
this.userState = userState;
} public void forward(Context context) {
userState.forward(context);
} public void comment(Context context) {
userState.comment(context);
}
}

下面我们看看怎么调用:

LoginContext context = LoginContext();
context.forward(MainActivity.this); //默认是登录状态,所以可以直接调用转发功能 context.setUserState(new LogoutState()); //登录状态改为未登录
context.forward(MainActivity.this); //注销登录后再调用转发或是评论功能,执行的就会是弹出登录提示

通过上面的例子我们可以看出,状态模式把对象的不同状态下的行为封装起来,对象的状态改变了,对象的行为也会改变。

案例二

抽象状态类

interface IState {
void open(); //电梯门开启动作
void close();//电梯关闭动作
void run();//运行电梯动作
void stop();//停止电梯动作
}

具体状态类

class OpenningState implements IState {
private Context context; public OpenningState(Context context) {
this.context = context;
} @Override
public void open() {
System.out.println("电梯门开启...");
} @Override
public void close() {
context.setState(Context.closeingState);//状态修改
context.getState().close(); //动作委托给CloseState来执行
} @Override
public void run() {
System.out.println("------------------电梯门开启状态下运行?要死啊,你!");
} @Override
public void stop() {
System.out.println("------------------电梯门开启状态下停止?额,这个本来就应该是这样的吧!");
}
}
class ClosingState implements IState {
private Context context; public ClosingState(Context context) {
this.context = context;
} @Override
public void close() {
System.out.println("电梯门关闭...");
} @Override
public void open() {
context.setState(Context.openningState);
context.getState().open();
} @Override
public void run() {
context.setState(Context.runningState);
context.getState().run();
} @Override
public void stop() {
context.setState(Context.stoppingState);
context.getState().stop();
}
}
class RunningState implements IState {
private Context context; public RunningState(Context context) {
this.context = context;
} @Override
public void close() {
System.out.println("------------------运行状态下关闭电梯门?电梯门本来就是关着的!");
} @Override
public void open() {
System.out.println("------------------运行状态下开电梯门?你疯了!");
} @Override
public void run() {
System.out.println("电梯上下跑...");
} @Override
public void stop() {
context.setState(Context.stoppingState);
context.getState().stop();
}
}
class StoppingState implements IState {
private Context context; public StoppingState(Context context) {
this.context = context;
} @Override
public void close() {
System.out.println("------------------停止状态下关门?电梯门本来就是关着的!");
} @Override
public void open() {
context.setState(Context.openningState);
context.getState().open();
} @Override
public void run() {
context.setState(Context.runningState);
context.getState().run();
} @Override
public void stop() {
System.out.println("电梯停止了...");
}
}

环境类

class Context {
public static OpenningState openningState;
public static ClosingState closeingState;
public static RunningState runningState;
public static StoppingState stoppingState; private IState state; public IState getState() {
return state;
} public Context() {
openningState = new OpenningState(this);
closeingState = new ClosingState(this);
runningState = new RunningState(this);
stoppingState = new StoppingState(this);
} public void setState(IState state) {
this.state = state;
} public void open() {
state.open();
} public void close() {
state.close();
} public void run() {
state.run();
} public void stop() {
state.stop();
}
}

测试

class Test {
public static void main(String[] args) {
Context context = new Context();
IState[] states = {new OpenningState(context), new ClosingState(context), new RunningState(context), new StoppingState(context)};
for (IState state : states) {
System.out.println("当前状态【" + state.getClass().getSimpleName() + "】");
context.open();
context.close();
context.run();
context.stop();
}
}
}

2016-10-20

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