设计模式：状态模式（State）

---

欢迎支持笔者新作：《深入理解Kafka:核心设计与实践原理》和《RabbitMQ实战指南》，同时欢迎关注笔者的微信公众号：朱小厮的博客。

---

欢迎跳转到本文的原文链接：https://honeypps.com/design_pattern/state/

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。

状态模式的角色

1. 环境角色Context）：也称上下文，定义客户端所感兴趣的接口，并且保留一个具体状态类的实例。这个具体状态类的实例给出此环境对象的现有状态。
2. 抽象状态角色（State）：定义一个接口，用以封装环境对象的一个特定的状态所对应的行为。
3. 具体状态角色（ConcreteState）：每一个具体状态类都实现了环境（Context）的一个状态所对应的行为。

案例
以酒店订房为例，房间的状态有：空闲、预订、入住。那么空闲房间的状态可以转变为：预订、入住。已预订状态房间的状态可以转变为：入住、取消预订。已入住房间的状态可以转变为：退房
1 状态接口State

public interface State
{
    public void bookRoom();
    public void unsubscribeRoom();
    public void checkInRoom();
    public void checkOutRoom();
}

2 房间类Room(环境角色)

public class Room
{
    private State freeTimeState;
    private State checkInState;
    private State bookedState;

    private State state;

    public Room()
    {
        freeTimeState = new FreeTimeState(this);
        checkInState = new CheckInState(this);
        bookedState = new BookedState(this);
        state = freeTimeState;
    }

    public void bookRoom()
    {
        state.bookRoom();
    }
    public void unsubscribeRoom()
    {
        state.unsubscribeRoom();
    }
    public void checkInRoom()
    {
        state.checkInRoom();
    }
    public void checkOutRoom()
    {
        state.checkOutRoom();
    }

    public String toString()
    {
        return "该房间的状态是:"+getState().getClass().getName();
    }

    public State getFreeTimeState()
    {
        return freeTimeState;
    }

    public void setFreeTimeState(State freeTimeState)
    {
        this.freeTimeState = freeTimeState;
    }

    public State getCheckInState()
    {
        return checkInState;
    }

    public void setCheckInState(State checkInState)
    {
        this.checkInState = checkInState;
    }

    public State getBookedState()
    {
        return bookedState;
    }

    public void setBookedState(State bookedState)
    {
        this.bookedState = bookedState;
    }

    public State getState()
    {
        return state;
    }

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

3 房间状态（具体状态角色）
空闲状态

public class FreeTimeState implements State
{
    private Room hotelManagement;

    public FreeTimeState(Room hotelManagement)
    {
        this.hotelManagement = hotelManagement;
    }
    @Override
    public void bookRoom()
    {
        System.out.println("您已经预定成功了！");
        this.hotelManagement.setState(this.hotelManagement.getBookedState());
    }

    @Override
    public void unsubscribeRoom()
    {
    }

    @Override
    public void checkInRoom()
    {
        System.out.println("您已经入住了！");
        this.hotelManagement.setState(this.hotelManagement.getCheckInState());
    }

    @Override
    public void checkOutRoom()
    {
    }
}

入住状态

public class CheckInState implements State
{
    private Room hotelManagement;

    public CheckInState(Room hotelManagement)
    {
        this.hotelManagement = hotelManagement;
    }
    @Override
    public void bookRoom()
    {
        System.out.println("该房间已经入住了");
    }

    @Override
    public void unsubscribeRoom()
    {
    }

    @Override
    public void checkInRoom()
    {
        System.out.println("该房间已经入住了");
    }

    @Override
    public void checkOutRoom()
    {
        System.out.println("退房成功");
        this.hotelManagement.setState(this.hotelManagement.getFreeTimeState());
    }
}

预订状态

public class BookedState implements State
{
    private Room hotelManagement;

    public BookedState(Room hotelManagement)
    {
        this.hotelManagement = hotelManagement;
    }

    @Override
    public void bookRoom()
    {
        System.out.println("该房间已经预定了");
    }

    @Override
    public void unsubscribeRoom()
    {
        System.out.println("成功退订");
        this.hotelManagement.setState(this.hotelManagement.getFreeTimeState());
    }

    @Override
    public void checkInRoom()
    {
        System.out.println("入住成功");
        this.hotelManagement.setState(this.hotelManagement.getCheckInState());
    }

    @Override
    public void checkOutRoom()
    {
    }
}

4 测试代码

        Room[] rooms = new Room[2];
        for(int i=0;i

输出：

您已经预定成功了！
入住成功
该房间已经入住了
该房间的状态是:design.state.CheckInState
-------------
您已经入住了！
该房间已经入住了
退房成功
您已经预定成功了！
该房间的状态是:design.state.BookedState

---

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。
   缺点：
5. 状态模式的使用必然会增加系统类的对象的个数
6. 状态模式的结构与实现都较为复杂，如果使用不当讲导致程序结构和代码的混乱。
7. 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。

适用场景

1. 对象的行为依赖于它的状态（属性）并且可以根据它的状态而改变它的相关行为
2. 代码中包含大量与对象状态相关的条件语句

JDK中的状态模式：
java.util.Iterator
javax.faces.lifecycle.LifeCycle#execute()

---

欢迎跳转到本文的原文链接：https://honeypps.com/design_pattern/state/

参考资料

1. 23种设计模式
2. 细数JDK里的设计模式
3. 设计模式读书笔记—–状态模式

---

欢迎支持笔者新作：《深入理解Kafka:核心设计与实践原理》和《RabbitMQ实战指南》，同时欢迎关注笔者的微信公众号：朱小厮的博客。

---