设计模式学习十四：状态模式

一.概念

     状态模式：当一个对象的内在状态改变时允许改变其行为，看起来就像是修改这个类。

 

二.UML

 

1. Context(应用场景)，持有State对象的引用。不管在任何时候，只有有人调用Context的request方法，它就会被委托到对应的状态来处理。
2. State(具体对象的共同接口)，任何状态实现类都实现这一接口，做到状态之间的互相切换。
3. ConcreteStrategryA-C(状态实现类)，ConcreteState处理来自Context的请求，每个ConcreteState都提供了它自己对于请求的实现。所以，当Context改变状态时行为也跟着改变。即状态决定行为。

 

三.实例分析

     上次回家把驾照给拿了。科目一二去年就过了，这次就考了科目三(路考)。先说点科目三相关的知识，科目三要在1500M内从1挡到5挡，每档有时间速度限制；其它的知识的一些与状态模式无关就不谈。因为工作的原因，没时间学，找了点关系，请人吃了饭，送了礼。最后考试的时候，我就上了个车意思了下，什么都没做，车子开完1500M我就下车了，都不知道这1档到5档是怎么跑下来的...重点来了：我作为一个路考着，对1档到5档这些状态的变化浑然不觉。又一个马路杀手来了啊。

     从这个里面，我们可以抽象出这样的几个类：

     Gears1-5：具体档位

 

    RoadRiver：路考者

package com.zzy.state;

/**
 * 路考者
 * 相当于Context
 * @author eason
 *
 */
public class RoadRiver {
	
	//路考者持有档位这个对象
	private Gears gears;
	
	public RoadRiver(Gears gears) {
		this.gears = gears;
	}

	//路考着开车
	public void drive() {
		gears.drive(this);
	}	
	
	public void setGears(Gears gears) {
		this.gears = gears;
	}
}

 

    Gears：档位接口

package com.zzy.state;

public interface Gears {
	public void drive(RoadRiver rd);
}

 

    Gears0：档位0。 Gears1-5同Gears0，在drive方法里面切换到下一档位。

package com.zzy.state;

/**
 * 档位0
 * @author eason
 *
 */
public class Gears0 implements Gears{
	
	public void drive(RoadRiver rd) {
		System.out.println("准备起步");
		//这里就是状态模式的核心了
		//从0切换到1挡，在此完成
		rd.setGears(new Gears1());
	}
	
}

 

    RoadDriverTest

package com.zzy.state;

/**
 * 测试类
 * @author eason
 *
 */
public class RoadDiverTest {

	public static void main(String[] args) {
		Gears gears0 = new Gears0();
		//路考着从0档开始
		RoadRiver rd = new RoadRiver(gears0);
		//这里就是状态模式的核心了
		//路考着看似什么都没做，实际上已经从0切换到1挡了
		rd.drive();   
		rd.drive();
		rd.drive();
		rd.drive();
		rd.drive();
		rd.drive();
	}

}

 

四.实例分析条件控制代码

     Gears

package com.zzy.state.base;

/**
 * 档位
 * 0-5挡
 * @author eason
 *
 */
public enum Gears {
	G0, G1, G2, G3, G4, G5
}

 

    RoadDiver 最好用switch case啦

package com.zzy.state.base;

/**
 * 路考者
 * @author eason
 *
 */
public class RoadDiver {
	
	private Gears gears;
	
	public RoadDiver(Gears gears) {
		this.gears = gears;
	}
	
	public void setGears(Gears gears) {
		this.gears = gears;
	}

	public void drive() {
		if(gears == Gears.G0) {
			System.out.println("准备起步");
		}if(gears == Gears.G1) {
			System.out.println("1挡行驶中，速度15码左右，在20米内换成2挡");
		}else if(gears == Gears.G2) {
			System.out.println("2挡行驶中，速度25码左右，在50米内换成3挡");
		}else if(gears == Gears.G3) {
			System.out.println("3挡行驶中，速度35码左右，保持直线行驶3秒");
		}else if(gears == Gears.G4) {
			System.out.println("4挡行驶中，速度45码左右");
		}else if(gears == Gears.G5) {
			System.out.println("5挡行驶中，请保持50码到60码行驶3秒");
		}
	}

}

 

   RoadDriverTest

package com.zzy.state.base;

public class RoadDiverTest {

	public static void main(String[] args) {
		RoadDiver rd = new RoadDiver(Gears.G0);
		
		rd.drive();
		rd.setGears(Gears.G1);
		rd.drive();
		rd.setGears(Gears.G2);
		rd.drive();
		rd.setGears(Gears.G3);
		rd.drive();
		rd.setGears(Gears.G4);
		rd.drive();
		rd.setGears(Gears.G5);
		rd.drive();
	}

}

 

 

五.使用场景及使用感受

1. 将特定的状态相关的行为都放入一个对象中，由于所有与状态相关的代码都存在于某个ConcreteState中，所有通过定义新的子类都可以很容易地增加新的状态和转换。
2. 消除了庞大的条件分支语句。将一个个状态封装变成一个个ConcreteState，并将动作委托到代表当前状态的对象。
3. 当一个对象的行为取决于它的状态，并且它必须在运行时刻根据状态来改变它的行为时，考虑状态模式。
4. ConcreteState总是决定接下来的状态是什么吗？不一定。Context也可以决定状态转换的流向。一般来说，当状态转换是固定的时候，适合放在Context中；然而，当状态转换是固定的时候，就通常放在状态类中。
   

六.状态模式与策略模式

 

1. 都是利用多态把一些操作分配到一组类中。
2. 状态模式是完全封装且自修改的策略模式。
3. 状态模式：Context的行为随时可以委托到那些状态对象中的一个，这些委托往往发生在Context内部。使用Context的客户对这些状态的转变了解不多，甚至是浑然不觉的。
4. 策略模式：客户通常主动指定Context需要的策略。固然策略模式可以在运行时改变策略，当对于某个context对象来说，通常都只有一个最适合的策略对象。