重走Java设计模式——状态模式（State Pattern）

状态模式

定义

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。

代码实例

我们将创建一个 State接口和实现了 State 接口的实体状态类。Context是一个带有某个状态的类。
StatePatternDemo，我们的演示类使用 Context和状态对象来演示 Context 在状态改变时的行为变化。

1.创建一个接口

State.java

public interface State {
   public void doAction(Context context);
}

2.创建实现接口的实体类

StartState.java

public class StartState implements State {
 
   public void doAction(Context context) {
      System.out.println("Player is in start state");
      context.setState(this); 
   }
 
   public String toString(){
      return "Start State";
   }
}

StopState.java

public class StopState implements State {
 
   public void doAction(Context context) {
      System.out.println("Player is in stop state");
      context.setState(this); 
   }
 
   public String toString(){
      return "Stop State";
   }
}

3.创建 Context 类

Context.java

public class Context {
   private State state;
 
   public Context(){
      state = null;
   }
 
   public void setState(State state){
      this.state = state;     
   }
 
   public State getState(){
      return state;
   }
}

4.使用 Context 来查看当状态 State 改变时的行为变化

StatePatternDemo.java

public class StatePatternDemo {
   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());
   }
}

5.验证输出

Player is in start state
Start State
Player is in stop state
Stop State

模式的优缺点

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。

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。

使用的注意事项

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。