设计模式-20-状态模式

设计模式20

设计模式-20-状态模式

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processon在线UML类图:processon

[TOC]

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

案例1

代码

pattern20.state.demo1

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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

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public class Main {
public static void main(String[] args) {
AutoMaticDrive ad = new AutoMaticDrive();
ad.roodBlackTrue(new SpeedUp());
}
}
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文章作者: HibisciDai
文章链接: http://hibiscidai.com/2018/05/30/设计模式-20-状态模式/
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