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State设计模式

程序员文章站 2022-07-14 21:29:30
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简介

在状态模式(State Pattern)中,类的行为是基于它的状态改变的。这种类型的设计模式属于行为型模式。
目的:允许对象在内部状态发生改变时改变它的行为,对象看起来好像修改了它的类。
设计思路:将各种具体的状态类抽象出来。状态模式的接口中有一个或者多个方法。而且,状态模式的实现类的方法,一般返回值,或者是改变实例变量的值。也就是说,状态模式一般和对象的状态有关。实现类的方法有不同的功能,覆盖接口中的方法。

程序示例

某项计划任务有以下几种状态:WAITING,ALLOCATED,RUNNING,BLOCKED,ENDED,CANCELLED。使用状态模式设计程序,使这几种状态相互转换。
我们将创建一个 EntryState 接口和实现了 EntryState 接口的实体状态类。Context 是一个带有某个状态的类。
State设计模式

创建Context类

public class Context {

	private EntryState State;
	
	public Context() {
		State = null;
	}

	
	/**
	 * 设置状态
	 * @param State为新状态
	 */
	public void setState(EntryState State) {
		this.State = State;
	}
	
	/**
	 * 获取当前状态
	 * @return返回当前状态State
	 */
	public EntryState getState() {
		return State;
	}
}

创建接口

EntryState.java

public interface EntryState {

	/**
	 * 转换状态
	 * @param context 新状态
	 * @return 转换成功返回true,转换失败返回false
	 */
	public boolean doAction(Context context);
	
	/**
	 * 将状态转化为字符串
	 * @return 状态字符串
	 */
	public String toString();
	
}

创建具体类

WaitingState.java

public class WaitingState implements EntryState{

	@Override
	public boolean doAction(Context context) {
		context.setState(this);
		return true;
	}
	
	@Override
	public String toString(){
		return "WAITING";
	}
	
}

AllocatedState.java

public class AllocatedState implements EntryState {
	
	@Override
	public boolean doAction(Context context) {
			context.setState(this);
			return true;
	}
	
	@Override
	public String toString(){
		return "ALLOCATED";
		
	}

RunningState.java

public class RunningState implements EntryState {

	@Override
	public boolean doAction(Context context) {
		context.setState(this);
		return true;
	}
	
	@Override
	public String toString() {
		return "RUNNING";
	}

}

BlockedState.java

public class BlockedState implements EntryState {

	@Override
	public boolean doAction(Context context) {
		context.setState(this);
		return true;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "BLOCKED";
	}
	
}

EndedState.java

public class EndedState implements EntryState {

	@Override
	public boolean doAction(Context context) {
		context.setState(this);
		return true;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "ENDED";
	}
	
}

CancelledState.java

public class CancelledState implements EntryState {

	@Override
	public boolean doAction(Context context) {
		context.setState(this);
		return true;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "CANCELLED";
	}
	
}

总结

优点

  • 封装了转换规则。
  • 将所有与某个状态有关的行为放到一个类中,并且可以方便地增加新的状态,只需要改变对象状态即可改变对象的行为。
  • 允许状态转换逻辑与状态对象合成一体,而不是某一个巨大的条件语句块。
  • 可以让多个环境对象共享一个状态对象,从而减少系统中对象的个数。

缺点

  • 状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。
  • 状态模式的结构与实现都较为复杂,如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。
  • 状态模式对"开闭原则"的支持并不太好,对于可以切换状态的状态模式,增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码,否则无法切换到新增状态,而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。
相关标签: 软件构造