Java設計模式——行爲型模式之狀態模式

一、前言

    對象在不同的狀態可能會有不同的行爲方式，當我們的狀態發生改變的時候，我們相應的行爲也要發生改變，狀態模式就是爲了處理這樣的場景而設計出來的一種開發模式。狀態模式主要是爲了解決對象的行爲依賴於它的狀態（屬性），並且可以根據它的狀態改變而改變它的相關行爲。

二、狀態模式

概念：在狀態模式（State Pattern）中，類的行爲是基於它的狀態改變的。

當我們的代碼中包含大量與對象狀態有關的條件語句的時候，我們可以將各種具體的狀態類抽象出來。狀態模式的接口中有一個或者多個方法，而且，狀態模式的實現類的方法，一般返回值，或者是改變實例變量的值。換句話來說，狀態模式一般和對象的狀態有關。實現類的方法有不同的功能，覆蓋接口中的方法。狀態模式和命令模式一樣，也可以用於消除 if...else 等條件選擇語句。

使用場景：

1、一個對象的行爲取決於它的狀態,並且它必須在運行時刻根據狀態改變它的行爲。

2、一個操作中含有龐大的多分支的條件語句，且這些分支依賴於該對象的狀態。 這個狀態通常用一個或多個枚舉常量表示。 通常,有多個操作包含這一相同的條件結構。 State模式將每一個條件分支放入一個獨立的類中。 這使得你可以根據對象自身的情況將對象的狀態作爲一個對象，這一對象可以不依賴於其他對象而獨立變化。

優點： 

1、封裝了轉換規則。

2、枚舉可能的狀態，在枚舉狀態之前需要確定狀態種類。

3、將所有與某個狀態有關的行爲放到一個類中，並且可以方便地增加新的狀態，只需要改變對象狀態即可改變對象的行爲。

4、允許狀態轉換邏輯與狀態對象合成一體，而不是某一個巨大的條件語句塊。

5、可以讓多個環境對象共享一個狀態對象，從而減少系統中對象的個數。

缺點： 

1、狀態模式的使用必然會增加系統類和對象的個數。

2、狀態模式的結構與實現都較爲複雜，如果使用不當將導致程序結構和代碼的混亂。

3、狀態模式對"開閉原則"的支持並不太好。

三、代碼展示

我們用一個小例子來演示狀態模式：

3.1 添加一個狀態的接口

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

3.2 實現兩個狀態模式的實例

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";
   }
}

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";
   }
}

3.3 添加一個存放狀態的類

public class Context {
   private State state;
 
   public Context(){
      state = null;
   }
 
   public void setState(State state){
      this.state = state;     
   }
 
   public State getState(){
      return state;
   }
}

3.4 結果展示

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());
   }
}

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