状态模式——java设计模式（二十二）

• • 简介
  • 结构和实现
  • 实例
  • 共享状态
  • 优缺点和适用范围
  • jdk中的应用

简介

状态模式(State Pattern)：允许一个对象在内部状态改变时改变行为，看起来似乎修改了类。

• 解决复杂对象的状态转换以及不同状态下行为的封装问题。状态模式可以将一个对象的状态提取出来封装到一个类中，使得对象状态变化更加灵活，并且客户端可以不用关心对象的当前状态和状态转换。

结构和实现

• 角色包括：
  
  • 环境类：拥有多种状态的对象，维持一个状态对象的引用。
  • 抽象状态类：声明各种状态的方法，并实现子类的相同方法。
  • 具体状态类：实现抽象状态类，对应环境的一个具体状态，行为有所不同。
• 状态模式结构。
  
• 状态转换可以由环境类统一负责。新增具体状态需要修改环境类。

public void changeState() {  
    //判断属性值，根据属性值进行状态转换  
     if (value == 0) {  
        this.setState(new ConcreteStateA());  
    }  
    else if (value == 1) {  
        this.setState(new ConcreteStateB());  
    }  
       ......  
}  

• 状态转换也可以由具体状态类负责。此时，状态类为了获得环境的属性，会依赖或关联环境类。

public void changeState(Context ctx) {  
    //根据环境对象中的属性值进行状态转换  
     if (ctx.getValue() == 1) {  
        ctx.setState(new ConcreteStateB());  
    }  
    else if (ctx.getValue() == 2) {  
        ctx.setState(new ConcreteStateC());  
    }  
       ......  
} 

实例

状态类状态转换

• 银行账户存在3中状态，需要在其中转换。
  
  1. 余额>=0，正常，可存款和取款。
  2. -2000<余额<0，透支，可存款和取款，按天计算利息。
  3. 余额=-2000，受限，只能存款，按天计算利息
• 银行账户状态图。
  
• 银行账户结构图
  
• 账户初始为正常状态。

    public Account(String owner,double init) {  
        this.owner = owner;  
        this.balance = balance;  
        this.state = new NormalState(this); //设置初始状态        
    }  

• 调用存取款的函数之后，进行状态检查，判断是否需要转换状态。

    public void deposit(double amount) {  
        acc.setBalance(acc.getBalance() + amount);  
        stateCheck();  
    }  

环境类状态转换

• 开发放大镜，点击之后在1、2、4倍大小之间循环。
  

共享状态

• 对个环境对象需要共享一个或多个状态对象，需要将这个对象定义为环境类的静态变量，以便对象共享。
• 两个个开关共享开状态和关状态，需要同时开，系统才处于开的状态。
  

优缺点和适用范围

• 优点：
  
  • 集中管理状态。状态转换的代码可封装在环境类和具体状态类的方法中，无需分散在业务代码里，使用庞大的条件语句。
  • 易于改变行为。只需要改变具体状态类，可以方便的改变行为。
  • 共享状态对象。减少系统中状态对象的个数。
• 缺点：
  
  • 增加类和对象。提取出状态类和对象，增大开销。
  • 结构复杂。状态模式结构和实现复杂，设计难度大。
  • 不完全符合开闭原则。新增状态需要修改负责状态转换的源码，修改状态的行为也需要修改对应类的源码。
• 适用范围：
  
  • 对象的行为依赖于状态。
  • 代码中包含大量与对象状态相关的条件语句，使得代码的维护性和灵活性变差。

jdk中的应用

• Iterator中，根据迭代器的类型，具体操作不同。状态类为Iterator，具体状态类为各种集合的迭代器。
• 集合类的迭代器。