【设计模式--行为型--状态模式】

状态模式

定义

对有状态的对象，把复杂的判断逻辑提取到不同的状态对象中，允许状态对象在其内部状态发生改变时改变其行为。

结构

• 环境角色（Context）：也称上下文，它定义了客户程序需要的接口，维护一个当前状态，并将与状态相关的操作委托给当前状态对象来处理。
• 抽象状态角色：（State）定义一个接口，用以封装环境对象中的特定状态所对应的行为。
• 具体状态（Concrete State）角色：实现抽象状态所对应的行为

案例

通过按钮来控制一个电梯的状态，一个电梯有开门，关门，停止运行状态。每一种状态改变，都有可能要根据其他状态来更新处理。例如，如果电梯门现在处于运行时状态，就不能进行开门操作，而如果电梯门时停止状态，就可以执行开门操作。
类图：

/**
 * 抽象状态类
 */
public abstract class LiftState {

    // 环境角色类变量
    protected Context context;

    public void setContext(Context context) {
        this.context = context;
    }

    // 电梯开启
    public abstract void open();
    // 电梯关闭
    public abstract void close();
    // 电梯运行
    public abstract void run();
    // 电梯停止
    public abstract void stop();
}

/**
 * 电梯开启状态类
 */
public class OpeningState extends LiftState {
    // 当前状态要执行的方法
    @Override
    public void open() {
        System.out.println("电梯开启。。。");
    }

    @Override
    public void close() {
        // 修改状态
        super.context.setLiftState(Context.CLOSING_STATE);
        // 调用当前状态中的Context中的close方法
        super.context.close();
    }

    @Override
    public void run() {
        // 什么都不做
    }

    @Override
    public void stop() {
        // 什么都不做
    }
}

/**
 * 电梯运行状态类
 */
public class RunningState extends LiftState {

    @Override
    public void open() {

    }

    @Override
    public void close() {

    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("电梯正在运行。。。");
    }

    @Override
    public void stop() {
        super.context.setLiftState(Context.STOPPING_STATE);
        super.context.stop();
    }
}

/**
 * 电梯停止状态类
 */
public class StoppingState extends LiftState {

    @Override
    public void open() {
        super.context.setLiftState(Context.OPENING_STATE);
        super.context.stop();
    }

    @Override
    public void close() {
        super.context.setLiftState(Context.CLOSING_STATE);
        super.context.close();
    }

    @Override
    public void run() {
        super.context.setLiftState(Context.RUNNING_STATE);
        super.context.run();
    }

    @Override
    public void stop() {
        System.out.println("电梯停止了。。。");
    }
}

/**
 * 电梯停止状态类
 */
public class ClosingState extends LiftState{

    @Override
    public void open() {
        super.context.setLiftState(Context.OPENING_STATE);
        super.context.open();
    }

    @Override
    public void close() {
        System.out.println("电梯关门。。。");
    }

    @Override
    public void run() {
        super.context.setLiftState(Context.RUNNING_STATE);
        super.context.run();
    }

    @Override
    public void stop() {
        super.context.setLiftState(Context.STOPPING_STATE);
        super.context.stop();
    }
}

/**
 * 环境角色类
 */
public class Context {
    // 定义对应状态对象的常量
    public final static OpeningState OPENING_STATE=new OpeningState();
    public final static ClosingState CLOSING_STATE=new ClosingState();
    public final static RunningState RUNNING_STATE=new RunningState();
    public final static StoppingState STOPPING_STATE=new StoppingState();

    // 定义当前电梯状态
    private LiftState liftState;

    public Context(){

    }

    public Context(LiftState liftState) {
        this.liftState = liftState;
    }
    public void setLiftState(LiftState liftState) {
        this.liftState = liftState;
        // 设置当前状态对象中的Context对象
        this.liftState.setContext(this);
    }
    public void open(){
        this.liftState.open();
    }
    public void close(){
        this.liftState.close();
    }
    public void run(){
        this.liftState.run();
    }
    public void stop(){
        this.liftState.stop();
    }
}

public class Test01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建环境角色对象
        Context context = new Context();
        // 设置当前电梯状态
        context.setLiftState(new StoppingState());
        context.open();
        context.close();
        context.run();
        context.stop();
    }
}

优缺点

• 优点
  • 将所有与某个状态有关的行为放到一个类中，并且可以方便的增加新的状态，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，而不是某个具体的条件语句块。
• 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好

使用场景

• 当一个对象的行为取决于它的状态，并且必须在运行时根据状态改变它的行为时，可以考虑使用状态模式。
• 一个操作中含有庞大的分支结构，并且这些分支决定于对象的状态时。