【设计模式】之状态模式

状态设计模式

状态模式属于行为模式，基于当前状态处理运行时对象的行为。

当一个对象内部状态发生变更时，允许该对象改变其行为。对象可能会显示地更改其类。

状态设计模式是怎样工作的

• 定义一个表示多种状态的对象，该对象可以成为一个记忆状态机。
• 定义一个上下文对象，行为随其状态而变化。

用例

状态模式在游戏开发中是一种经常使用的设计模式。
游戏角色体征可能存在不同的状态如：健康(绿色、能飞能跑)、虚弱(黄色，能走)、死亡；
当体征为健康时，允许角色可以使用不同的武器攻击敌人。
当体征为虚弱时，健康濒临一个临界值。
当体征值达到0时，即角色死亡游戏结束。

编码实现

Player.java

Player 类定义了一个玩家不同的动作。

package org.byron4j.cookbook.designpattern.state;

public class Player {
    public void attack(){
        System.out.println("Attack");
    }

    public void fireBumb() {
        System.out.println("Fire Bomb");
    }

    public void fireGunblade() {
        System.out.println("Fire Gunblade");
    }

    public void fireLaserPistol() {
        System.out.println("Laser Pistols");
    }

    public void firePistol() {
        System.out.println("Fire Pistol");
    }

    public void survive() {
        System.out.println("Surviving!");
    }

    public void dead() {
        System.out.println("Dead! Game Over");
    }
}

GameComtext.java

定义了不同的动作其条件依赖于player的状态。

package org.byron4j.cookbook.designpattern.state;

public class GameContext {
    private Player player = new Player();

    public void gameAction(String state) {
        if (state == "healthy") {
            player.attack();
            player.fireBumb();
            player.fireGunblade();
            player.fireLaserPistol();
        } else if (state == "survival") {
            player.survive();
            player.firePistol();
        } else if (state == "dead") {
            player.dead();
        }
    }
}

上面的代码快照， gameAction 方法包含了很多条件块去表现不同的动作基于player的当前状态。
但是是一堆很难维护的代码。，我们可以使用状态模式来避免该问题。

状态设计模式实例

状态模式类图

需要传入 Player 类的实例的动作方法

public interface PlayerState {  
    void action(Player p);
}

2. 定义三个不同的类表示不同的状态

均实现了 PlayerState 接口，提供了指定的 action() 方法的实现。

public class HealthyState implements PlayerState {

    @Override
    public void action(Player p) {
        p.attack();
        p.fireBumb();
        p.fireGunblade();
        p.fireLaserPistol();
    }
}

public class SurvivalState implements PlayerState {

    @Override
    public void action(Player p) {
        p.survive();
        p.firePistol();
    }
}

public class DeadState implements PlayerState {

    @Override
    public void action(Player p) {
        p.dead();
    }
}

3. GameContxt 类包含设置状态的方法组合。

public class GameContext {
    
    private PlayerState state = null;
    private Player player = new Player();

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

    public void gameAction() {
        state.action(player);
    }
}

设计模式测试用例

public class GameTest {

    public static void main(String[] args) {

        GameContext context = new GameContext();

        context.setState(new HealthyState());
        context.gameAction();
        System.out.println("*****");

        context.setState(new SurvivalState());
        context.gameAction();
        System.out.println("*****");

        context.setState(new DeadState());
        context.gameAction();
        System.out.println("*****");

    }
}

输出为:

Attack
Fire Bomb
Fire Gunblade
Laser Pistols
*****
Surviving!
Fire Pistol
*****
Dead! Game Over
*****

Process finished with exit code 0