设计模式-20-状态模式

状态模式(State Pattern)

意图

允许对象在内部状态发生改变时改变它的行为，对象看起来好像是修改了它的子类。

allow an object to alter its behavior when its internal state changes

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。

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。

如何解决

将各种具体的状态类抽象出来。

应用实例

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。
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

封装了转换规则。
枚举可能的状态，在枚举状态之前需要确定状态种类。
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。
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。
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

状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。
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。
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

行为随状态改变而改变的场景。
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。

案例1

类图

代码

pattern20.state.demo1

public abstract class RunState {
	abstract void handle();
}

public class SlowDown extends RunState {
	@Override
	void handle() {
		System.out.println("减速");
	}
}

public class SpeedUp extends RunState {
	@Override
	void handle() {
		System.out.println("加速");
	}
}

public class EvenSpeed extends RunState {
	@Override
	void handle() {
		System.out.println("匀速");
	}
}

public class AutoMaticDrive {
	SlowDown sd = new SlowDown();
	EvenSpeed es = new EvenSpeed();
	SpeedUp su = new SpeedUp();

	public void roodBlackTrue(RunState rs) {
		if (rs.getClass() == SlowDown.class) {
			sd.handle();
		} else if (rs.getClass() == EvenSpeed.class) {
			es.handle();
		} else if (rs.getClass() == SpeedUp.class) {
			su.handle();
		}
	}

	public void roodBlackFalse(RunState rs) {
		if (rs.getClass() == SlowDown.class) {
			sd.handle();
		} else if (rs.getClass() == EvenSpeed.class) {
			es.handle();
		} else if (rs.getClass() == SpeedUp.class) {
			su.handle();
		}
	}
}

测试输出

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		AutoMaticDrive ad = new AutoMaticDrive();
		ad.roodBlackTrue(new SpeedUp());
	}
}

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