java23种设计模式-行为型模式之状态模式

作者 薛之谦chj 转载请注明出处

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内容简介：

定义：

Allow an object to alter its behavior when its internal state changes. The object will appear to change its class.

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。

状态模式主要解决的就是当控制一个对象状态的条件表达式过于复杂时的情况。通过把状态的判断逻辑转移到表示不同状态的一系列类中，可以把复杂的判断逻辑简化。

状态模式中类的行为是由状态决定的，不同的状态下有不同的行为。其意图是让一个对象在其内部改变的时候，其行为也随之改变。

状态模式核心：状态与行为绑定，不同的状态对应不同的行为。

主要解决

对象的行为依赖于它的状态（属性），并且会根据它的状态改变而改变它的相关行为。

优缺点：

优点

结构清晰：将状态独立为类，消除了冗余的if...else或switch...case语句，使代码更加简洁，提高系统可维护性；

将状态转换显示化：通常的对象内部都是使用数值类型来定义状态，状态的切换是通过赋值进行表现，不够直观；而使用状态类，在切换状态时，是以不同的类进行表示，转换目的更加明确；

状态类职责明确且具备扩展性；

缺点

类膨胀：如果一个事物具备很多状态，则会造成状态类太多；

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；

一个操作中含有庞大的多分支结构，并且这些分支取决于对象的状态；

具体实现：

状态模式（State）

核心思想就是：当对象的状态改变时，同时改变其行为，很好理解！就拿QQ来说，有几种状态，在线、隐身、忙碌等，每个状态对应不同的操作，而且你的好友也能看到你的状态，所以，状态模式就两点：1、可以通过改变状态来获得不同的行为。2、你的好友能同时看到你的变化。看图：

State类是个状态类，Context类可以实现切换，我们来看看代码：

状态类：

切换类：

测试类：

输出：

execute the first opt!

execute the second opt!

总结：

使用状态模式前，客户端外界需要介入改变状态，而状态改变的实现是琐碎或复杂的。

使用状态模式后，客户端外界可以直接使用事件Event实现，根本不必关心该事件导致如何状态变化，这些是由状态机等内部实现。

这是一种Event-condition-State，状态模式封装了condition-State部分。

每个状态形成一个子类，每个状态只关心它的下一个可能状态，从而无形中形成了状态转换的规则。如果新的状态加入，只涉及它的前一个状态修改和定义。

状态模式的主要优点在于封装了转换规则，并枚举可能的状态，它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，还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；其缺点在于使用状态模式会增加系统类和对象的个数，且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，对于可以切换状态的状态模式不满足“开闭原则”的要求。