状态模式

状态模式

一、定义

摘自百度百科： 允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类

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二、角色分类

抽象状态角色（State）

通常为接口或抽象类，负责定义对象的状态，并封装上下文对象角色以实现状态的切换

具体状态角色（Concrete State）

抽象状态角色的实现类，其必须完成两个职责：当前状态下要的事件和过渡到下一状态的事件

上下文对象角色（Context）

用来维护当前对象所对应的状态

客户角色（Client）

具体调用方法的角色

三、实现方式

UML图

未命名文件 (3)

具体实现

我们可以使用状态模式来模拟网上购物时订单的各种状态

抽象状态角色（State）

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public abstract class State {
  private Context context;
  
  public State(Context context) {
    this.context = context;
  }
  
  public abstract void handle();
}

具体状态角色（Concrete State）

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/**
 * 待支付 -> 待发货
 */
public class UnpaidState extends State {
  
  	@Override
    public void handle() {
        System.out.println("当前订单状态为 [待支付]");
        System.out.println("支付成功");
        super.getContext().setState(new UnshippedState());
    }
}

/**
 * 待发货 -> 待收货
 */
public class UnshippedState extends State {
  
  	@Override
    public void handle() {
        System.out.println("当前订单状态为 [待发货]");
        System.out.println("发货成功");
        super.getContext().setState(new UnreceivedState());
    }
}

/**
 * 待收货 -> 已完成
 */
public class UnreceivedState extends State {
  
  	@Override
  	public void handle() {
      	System.out.println("当前订单状态为 [待收货]");
      	System.out.println("收货成功");
      	System.out.println("当前订单状态为 [已完成]");
  	}
}

上下文对象角色（Context）

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public class Context {
  private State state;

  public void setState(State state) {
    this.state = state;
    this.state.setContext(this);
  }

  public void handle() {
    // 执行当前状态下的业务逻辑
    this.state.handle();
  }
}

客户角色（Client）

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public class Client {
  public static void main(String[] args) {
    Context context = new Context();
    context.setState(new UnpaidState());
    System.out.println("-----用户确认订单-----");
    context.handle();
    System.out.println("-------商家发货-------");
    context.handle();
    System.out.println("-----用户确认收货-----");
    context.handle();
  }
}

运行结果

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-----用户确认订单-----
当前订单状态为 [待支付]
支付成功
-------商家发货-------
当前订单状态为 [待发货]
发货成功
-----用户确认收货-----
当前订单状态为 [待收货]
收货成功
当前订单状态为 [已完成]

四、应用场景

以下部分内容摘自菜鸟教程

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）。

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。

五、优缺点

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。