浅学设计模式之状态模式

State模式定义：

      不同的状态,不同的行为; 或者说,每个状态有着相应的行为.

使用情况：

        状态模式在工作流或游戏等各种系统中有大量使用，甚至是这些系统的核心功能设计，例如在典型的OA中，一个批文的状态有多种：未办；正在办理；正在批示；正在审核；已经完成等各种状态，使用状态机可以封装这个状态的变化规则，从而达到扩充状态时，不必涉及到状态的使用者。

       在网游中，一个游戏活动存在开始、开玩、正在玩、输赢等状态，使用状态模式就可以实现游戏状态的总控，而游戏状态决定了游戏的各个方面，使用状态模式可以对整个游戏架构功能实现起到决定的主导作用。

        状态模式可以有效的替换充满在程序中的if else语句：将不同条件下的行为封装在一个类里面，再给这些类一个统一的父类来约束他们。看一下状态模式的角色组成：

1. 使用环境（Context）角色：客户程序是通过它来满足自己的需求。它定义了客户程序需要的接口；并且维护一个具体状态角色的实例，这个实例来决定当前的状态。 
2. 状态（State）角色：定义一个接口以封装与使用环境角色的一个特定状态相关的行为。
3. 具体状态（Concrete State）角色：实现状态角色定义的接口。

之间的协作关系：

1.  Context将于状态相关的请求委托给当前的ConcreteState对象处理。
2.  Context可将自身作为一个参数传递给处理该请求的状态对象，这使得状态对象在必要的时候可访问Context。
3.  Context是客户使用的主要接口，客户可用状态对象来配置一个Context，一旦一个Context配置完毕，他的客户不再需要直接与状态对象打交道。
4. Context或者ConcreteState子类都可以决定哪个状态是另外那个状态的后继者，以及是在何种条件下进行状态转换。

状态模式实质：

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。

状态转换有几个方法实现：一个在每个状态实现next()，指定下一个状态；还有一种方法，设定一个StateOwner，在StateOwner设定stateEnter状态进入和stateExit状态退出行为。

状态从一个方面说明了流程，流程是随时间而改变，状态是截取流程某个时间片。

适用场合：

       (1)

        State模式在实际使用中比较多,适合"状态的切换".因为我们经常会使用If elseif else 进行状态切换, 如果针对状态的这样判断切换反复出现,我们就要联想到是否可以采取State模式了. 适合于内部状态,不断循环变化的.

     (2)

一个state,包括两部分: 对象 + 对象内部的属性(属性接口+具体属性)
一个对象,要有其属性,以及其setter,getter.且设置好其初始状态+一个调用显示状态的方法(里面就是状态调用自身的显示方法).
一个属性接口,应该有一个执行的方法.
一个具体属性,须包含对象进去,实现方法中,须设置对象下一个要显示的属性-->从而在对象下次调用方法时,其属性值会变化.

代码例子：

该代码使用电梯作为模板，设置了四种状态

       State接口：

public interface IState {
    void open();
    void close();
    void runing();
    void stop();
}

具体角色(Concrete State)

public class OpenState implements IState {
    private Lift lift;

    public OpenState(Lift lift){
        this.lift = lift;
    }

    @Override
    public void open() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("门已经开了!!!");
    }

    @Override
    public void close() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("好的,现在关门");
        lift.setState(lift.getCloseState());
    }

    @Override
    public void runing() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("现在门开着,电梯没办法运行");
    }

    @Override
    public void stop() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("现在门开着,电梯是停止状态");
    }

}

ublic class RunState implements IState {
    private Lift lift;

    public RunState(Lift lift){
        this.lift = lift;
    }

    @Override
    public void open() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("现在正在运行,没办法开门");
    }

    @Override
    public void close() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("现在是运行状态,门已经关闭");
    }

    @Override
    public void runing() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("电梯正在运行中....");
    }

    @Override
    public void stop() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("让电梯停止");
        lift.setState(lift.getStopState());
    }

}

public class StopState implements IState {
    private Lift lift;
    public StopState(Lift lift){
        this.lift = lift;
    }

    @Override
    public void open() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("现在打开电梯");
        lift.setState(lift.getOpenState());
    }

    @Override
    public void close() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("电梯现在关闭");
        lift.setState(lift.getStopState());
    }

    @Override
    public void runing() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("好吧,让电梯开始运行");
        lift.setState(lift.getRunState());
    }

    @Override
    public void stop() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("现在正是在停止状态");
    }

}

public class CloseState implements IState {
    private Lift lift;

    public CloseState(Lift lift){
        this.lift = lift;
    }

    @Override
    public void open() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("正要准备打开门");
        lift.setState(lift.getOpenState());
    }

    @Override
    public void close() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("现在门正在关着");
    }

    @Override
    public void runing() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("现在让电梯运行");
        lift.setState(lift.getRunState());
    }

    @Override
    public void stop() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("现在让电梯停止");
        lift.setState(lift.getStopState());
    }

}

context类：

public class Lift {
    private IState openState;
    private IState closeState;
    private IState runState;
    private IState stopState;

    private IState state ;

    public Lift(){
        openState = new OpenState(this);
        closeState = new CloseState(this);
        runState = new RunState(this);
        stopState = new StopState(this);
        state = stopState;
    }

    public void openLift(){
        state.open();
    }

    public void runLift(){
        state.runing();
    }

    public void stopLift(){
        state.stop();
    }

    public void closeLift(){
        state.close();
    }

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


    public IState getOpenState() {
        return openState;
    }
    public IState getCloseState() {
        return closeState;
    }
    public IState getRunState() {
        return runState;
    }
    public IState getStopState() {
        return stopState;
    }

}

测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args){
        Lift lift = new Lift();
        //好,现在打开电梯门进去
        lift.openLift();
        //关闭电梯门
        lift.closeLift();
        //让电梯开始运行
        lift.runLift();
        //电梯到了,停止
        lift.stopLift();
        //打开电梯门
        lift.openLift();

        //现在一个小朋友乱按电梯
        Lift lift2 = new Lift();
        //好,现在打开电梯门进去
        lift2.openLift();
        //又按了次开门
        lift2.openLift();
        //开门状态下,让电梯运行
        lift2.runLift();
        //好吧,不玩了,关闭电梯门
        lift2.closeLift();
        //让电梯开始运行
        lift2.runLift();
        //在运行过程中想打开门
        lift2.openLift();
        //电梯到了,停止
        lift2.stopLift();
        //打开电梯门
        lift2.openLift();
    }
}

测试结果：

现在打开电梯
好的,现在关门
现在让电梯运行
让电梯停止
现在打开电梯
---------
现在打开电梯
门已经开了!!!
现在门开着,电梯没办法运行
好的,现在关门
现在让电梯运行
现在正在运行,没办法开门
让电梯停止
现在打开电梯

状态模式与观察者模式的区别：

状态模式，也跟观察者模式一样，是一对多的模式。但观察者模式是“一”变了，所有的“多”也会更新。

状态模式，强调的是：“多”是“一”的各个状态，“一”的各个状态，进行不断的循环。

 

如何建立一与多的关系：

        “多”，都是实现一个接口的。所以，在“一”的类中，声明的是“多”的接口；若“多”中要建立与“一”的关系，只须直接在类中声明“一”即可。

状态模式与其他模式的区别：

1. 状态模式，也跟观察者模式一样，是一对多的模式。但观察者模式是“一”变了，所有的“多”也会更新。状态模式，强调的是：“多”是“一”的各个状态，“一”的各个状态，进行不断的循环。
2. 状态模式的主要使用方法，是作为实例变量，通过set属性方法，或者构造器把状态接口的具体实现类的实例传递进来
   
3. 通常命令模式的接口中只有一个方法。而状态模式的接口中有1个或者多个方法。命令模式的主要的使用方式是参数回调模式。命令接口作为方法的参数传递进来。然后，在方法体内回调该接口。