狀態(tài)模式

在狀態(tài)模式（State Pattern）中，類的行為是基于它的狀態(tài)改變的。這種類型的設(shè)計模式屬于行為型模式。

在狀態(tài)模式中，我們創(chuàng)建表示各種狀態(tài)的對象和一個行為隨著狀態(tài)對象改變而改變的 context 對象。

介紹

意圖：允許對象在內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生改變時改變它的行為，對象看起來好像修改了它的類。

主要解決：對象的行為依賴于它的狀態(tài)（屬性），并且可以根據(jù)它的狀態(tài)改變而改變它的相關(guān)行為。

何時使用：代碼中包含大量與對象狀態(tài)有關(guān)的條件語句。

如何解決：將各種具體的狀態(tài)類抽象出來。

關(guān)鍵代碼：通常命令模式的接口中只有一個方法。而狀態(tài)模式的接口中有一個或者多個方法。而且，狀態(tài)模式的實現(xiàn)類的方法，一般返回值，或者是改變實例變量的值。也就是說，狀態(tài)模式一般和對象的狀態(tài)有關(guān)。實現(xiàn)類的方法有不同的功能，覆蓋接口中的方法。狀態(tài)模式和命令模式一樣，也可以用于消除 if...else 等條件選擇語句。

應(yīng)用實例： 1、打籃球的時候運動員可以有正常狀態(tài)、不正常狀態(tài)和超常狀態(tài)。 2、曾侯乙編鐘中，'鐘是抽象接口','鐘A'等是具體狀態(tài)，'曾侯乙編鐘'是具體環(huán)境（Context）。

優(yōu)點： 1、封裝了轉(zhuǎn)換規(guī)則。 2、枚舉可能的狀態(tài)，在枚舉狀態(tài)之前需要確定狀態(tài)種類。 3、將所有與某個狀態(tài)有關(guān)的行為放到一個類中，并且可以方便地增加新的狀態(tài)，只需要改變對象狀態(tài)即可改變對象的行為。 4、允許狀態(tài)轉(zhuǎn)換邏輯與狀態(tài)對象合成一體，而不是某一個巨大的條件語句塊。 5、可以讓多個環(huán)境對象共享一個狀態(tài)對象，從而減少系統(tǒng)中對象的個數(shù)。

缺點： 1、狀態(tài)模式的使用必然會增加系統(tǒng)類和對象的個數(shù)。 2、狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)都較為復(fù)雜，如果使用不當將導(dǎo)致程序結(jié)構(gòu)和代碼的混亂。 3、狀態(tài)模式對"開閉原則"的支持并不太好，對于可以切換狀態(tài)的狀態(tài)模式，增加新的狀態(tài)類需要修改那些負責(zé)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的源代碼，否則無法切換到新增狀態(tài)，而且修改某個狀態(tài)類的行為也需修改對應(yīng)類的源代碼。

使用場景： 1、行為隨狀態(tài)改變而改變的場景。 2、條件、分支語句的代替者。

注意事項：在行為受狀態(tài)約束的時候使用狀態(tài)模式，而且狀態(tài)不超過 5 個。

實現(xiàn)

我們將創(chuàng)建一個 State 接口和實現(xiàn)了 State 接口的實體狀態(tài)類。Context 是一個帶有某個狀態(tài)的類。

StaePatternDemo，我們的演示類使用 Context 和狀態(tài)對象來演示 Context 在狀態(tài)改變時的行為變化。

步驟 1

創(chuàng)建一個接口。

State.java

public interface State {
   public void doAction(Context context);
}

步驟 2

創(chuàng)建實現(xiàn)接口的實體類。

StartState.java

public class StartState implements State {

   public void doAction(Context context) {
      System.out.println("Player is in start state");
      context.setState(this); 
   }

   public String toString(){
      return "Start State";
   }
}

StopState.java

public class StopState implements State {

   public void doAction(Context context) {
      System.out.println("Player is in stop state");
      context.setState(this); 
   }

   public String toString(){
      return "Stop State";
   }
}

步驟 3

創(chuàng)建 Context 類。

Context.java

public class Context {
   private State state;

   public Context(){
      state = null;
   }

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

   public State getState(){
      return state;
   }
}

步驟 4

使用 Context 來查看當狀態(tài) State 改變時的行為變化。

StatePatternDemo.java

public class StatePatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
      Context context = new Context();

      StartState startState = new StartState();
      startState.doAction(context);

      System.out.println(context.getState().toString());

      StopState stopState = new StopState();
      stopState.doAction(context);

      System.out.println(context.getState().toString());
   }
}

步驟 5

驗證輸出。

Player is in start state
Start State
Player is in stop state
Stop State