9、Android設計模式---（隨遇而安）狀態模式

一、介紹，定義

狀態模式和策略模式都是爲具有多種可能情形設計的模式，兩者的結構幾乎完全一樣，但狀態模式的行爲是平行且不可替換的，而策略模式的行爲則是彼此獨立的。換句話說就是：狀態模式將各個狀態所對應的操作分離開來，即對於不同的狀態，由不同的子類實現具體操作；而策略模式是直接依賴參數進行選擇策略，不存在切換狀態的操作。

當一個對象的內在狀態改變時允許改變其行爲，這個對象看起來像是改變了其類。

二、使用場景

一個對象的行爲取決於它的狀態，必須在運行時由狀態覺得行爲。
代碼中包含大量與狀態有關的條件語句。

三、UML類圖

四、簡單實現

電視機主要分爲開機和關機兩個狀態，在開機下可以切換頻道和音量，關機則不能。
不用模式直接實現代碼如下：

public class TvController{
    private final static int POWER_ON =1;
    private final static int POWER_OFF=2;
    private int mState = POWER_OFF;

    public void powerOn(){
        if(mstate  == POWER_OFF){
            System.out.println("開機");
        }
        mstate = POWER_ON ;
    }

    public void powerOff(){
        if(mstate  == POWER_ON ){
            System.out.println("關機");
        }
        mstate = POWER_OFF;
    }

    public void nextChannel(){
        if(mState == POWER_ON){
             System.out.println("下一個");
        }else{
             System.out.println("沒有開機");
        }
    }
    public void prevChannel(){
        if(mState == POWER_ON){
             System.out.println("上一個");
        }else{
             System.out.println("沒有開機");
        }
    }
    public void turnUp(){
        if(mState == POWER_ON){
             System.out.println("調高音量");
        }else{
             System.out.println("沒有開機");
        }
    }
    public void turnDown(){
        if(mState == POWER_ON){
             System.out.println("調低音量");
        }else{
             System.out.println("沒有開機");
        }
    }
}

可見在各個功能中都需要判斷if-else，代碼重複混亂。如果狀態更多、功能函數更多，則變得更加難以維護。所以狀態模式中，用對象代替這些狀態，將這些行爲封裝到對象中，使得不同狀態下都有不同的實現。

用狀態模式重構：
電視的操作：

public interface TvState {
    void nextChannel();
    void prevChannel();
    void turnUp();
    void turnDown();
}

//關機狀態下什麼都做不了。
public class PowerOffState implements TvState {
    @Override
    public void nextChannel() { }
    @Override
    public void prevChannel() { }
    @Override
    public void turnUp() { }
    @Override
    public void turnDown() { }
}

//開機狀態下
public class PowerOnState implements TvState {
    @Override
    public void nextChannel() {
        System.out.println("下一個");
    }
    @Override
    public void prevChannel() {
        System.out.println("上一個");
    }
    @Override
    public void turnUp() {
        System.out.println("調大");
    }
    @Override
    public void turnDown() {
        System.out.println("調小");
    }
}

狀態切換：

public interface PowerController {
    void powerOn();
    void powerOff();
}

電視遙控器類，類似於經典狀態模式中的Context

public class TvController implements PowerController {
    private TvState mTvState;

    public void setTvState(TvState tvState) {
        mTvState = tvState;
    }
    @Override
    public void powerOn() {
        setTvState(new PowerOnState());
        System.out.println("開機啦");
    }
    @Override
    public void powerOff() {
        setTvState(new PowerOffState());
        System.out.println("關機啦");
    }

    public void nextChannel() {
        mTvState.nextChannel();
    }
    public void prevChannel() {
        mTvState.prevChannel();
    }
    public void turnUp() {
        mTvState.turnUp();
    }
    public void turnDown() {
        mTvState.turnDown();
    }
}

調用代碼

public class Test {
    public static void test() {
        TvController controller = new TvController();
        controller.powerOn();
        controller.nextChannel();
        controller.turnUp();
        controller.powerOff();
        controller.turnUp();
    }
}

結果如下：
開機啦
下一個
調大
關機

五、模式的優缺點:

狀態模式應用還是很廣泛的，在最常見的登錄模塊就可以使用，去避免重複判斷登錄狀態和未登錄狀態。使用狀態模式可以消除重複的if-else邏輯、結構更爲清晰，也使這個模塊的可擴展性和靈活性更高。

優點
將與一個特定狀態相關的行爲都放入一個狀態對象中，更好地組織與特定狀態的行爲相關的代碼。
繁瑣的狀態判斷轉換成狀態類族，避免代碼膨脹，保證可擴展性和可維護性。
缺點
會增加系統類和對象的個數。