STATE PATTERN（狀态）模式

文章目錄

• 描述
• • 定義
  • 類型
  • 動機
  • UML類圖
  • 時序圖
• 實作
• • 主要角色
  • 示例
• 适用場景
• 優點
• 缺點
• 相關模式

描述

定義

允許一個對象在其内部狀态改變時改變它的行為，對象看起來似乎修改了它的類。

類型

對象行為型模式

動機

對象的行為依賴于它的狀态（屬性），并且可以根據它的狀态改變而改變它的相關行為。

UML類圖

時序圖

實作

主要角色

• Context：上下文
  • 定義客戶感興趣的接口。
  • 維護一個ConcreteState子類的執行個體，這個執行個體定義目前狀态。
• State：狀态接口類
  • 定義一個接口以封裝與Context的一個特定狀态相關的行為。
• ConcreteState：具體狀态類
  • 每一子類實作一個與Context的一個狀态相關的行為。

示例

• Context：上下文。誰定義狀态轉換：如果規則是固定的，那麼可在Context中完全實作。然而若讓State子類自身指定後繼狀态以及何時進行轉換，通常更靈活更合适，但缺點是在各子類之間産生了實作依賴。

  public class Context {
       private State state;
  
       public Context(State state) {
          this.state = state;
       }
     
       public State getState() {
          return state;
       }
  
       public void changeState() {
    	  this.state = this.state.next();
       }
  
       public void request() {
          state.handle(this); 
       }
    }
             

• State：狀态接口類。建立和銷毀State對象通常有兩種做法：1) 僅當需要State對象時才建立它們并随後銷毀它們；2) 提前建立它們并且始終不銷毀它們。

  interface State {
       void handle(Context context);
       State next();
    }
             

• ConcreteState：具體狀态類

  public class ConcreteState1 implements State {
       @override
       public void next() {
          return new ConcreteState2();
       }
  
       @override
       public void handle(Context context) {
          System.out.println("ConcreteState1");
       }
    }
  
    public class ConcreteState2 implements State {
       @override
       public void next() {
          return new ConcreteState1();
       }
  
       @override
       public void handle(Context context) {
          System.out.println("ConcreteState2");
       }
    }
             

• Client：客戶類

  public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            Context context = new Context(new ConcreteState1());
    		context.request();
    		context.changeState();
    		context.request();
        }
    }
             

适用場景

• 對象的行為随它的狀态改變而改變，并且它必須在運作時刻動态決定。
• 條件、分支語句的代替者。一個操作中含有龐大的多分支的條件語句，且這些分支依賴于該對象的狀态。

優點

• 将與特定狀态相關的行為局部化，并且将不同狀态的行為分割開來。
• 封裝了轉換規則。通過定義新的子類可以很容易的增加新的狀态和轉換。
• 使得狀态轉換顯式化。為不同的狀态引入獨立的對象使得轉換變得更加明确。而且可保證狀态轉換是原子的。
• 狀态對象可被共享。如果State對象沒有執行個體變量——即它們表示的狀态完全以它們的類型來編碼——那麼各Context對象可以共享一個State對象。

缺點

• 會增加系統類和對象的個數。
• 對"開閉原則"的支援不太好。增加新的狀态類需要修改那些負責狀态轉換的源代碼，而且修改某個狀态類的行為也需修改對應類的源代碼。

相關模式

• Flyweight：通過享元模式來實作何時以及怎樣共享狀态對象。
• Singleton：狀态對象通常是單例。