狀态模式

在狀态模式（State Pattern）中，類的行為是基于它的狀态改變的。這種類型的設計模式屬于行為型模式。

在狀态模式中，我們建立表示各種狀态的對象和一個行為随着狀态對象改變而改變的 context 對象。

介紹

意圖：

允許對象在内部狀态發生改變時改變它的行為，對象看起來好像修改了它的類。

主要解決：

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。

何時使用：

代碼中包含大量與對象狀态有關的條件語句。

如何解決：

将各種具體的狀态類抽象出來。

關鍵代碼：

通常指令模式的接口中隻有一個方法。而狀态模式的接口中有一個或者多個方法。而且，狀态模式的實作類的方法，一般傳回值，或者是改變執行個體變量的值。也就是說，狀态模式一般和對象的狀态有關。實作類的方法有不同的功能，覆寫接口中的方法。狀态模式和指令模式一樣，也可以用于消除 if...else 等條件選擇語句。

應用執行個體：

1、打籃球的時候運動員可以有正常狀态、不正常狀态和超常狀态。

2、曾侯乙編鐘中，'鐘是抽象接口','鐘A'等是具體狀态，'曾侯乙編鐘'是具體環境（Context）。

優點：

1、封裝了轉換規則。

2、枚舉可能的狀态，在枚舉狀态之前需要确定狀态種類。

3、将所有與某個狀态有關的行為放到一個類中，并且可以友善地增加新的狀态，隻需要改變對象狀态即可改變對象的行為。

4、允許狀态轉換邏輯與狀态對象合成一體，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态對象，進而減少系統中對象的個數。

缺點：

1、狀态模式的使用必然會增加系統類和對象的個數。

2、狀态模式的結構與實作都較為複雜，如果使用不當将導緻程式結構和代碼的混亂。

3、狀态模式對"開閉原則"的支援并不太好，對于可以切換狀态的狀态模式，增加新的狀态類需要修改那些負責狀态轉換的源代碼，否則無法切換到新增狀态，而且修改某個狀态類的行為也需修改對應類的源代碼。

使用場景：

1、行為随狀态改變而改變的場景。

2、條件、分支語句的代替者。

注意事項：

在行為受狀态限制的時候使用狀态模式，而且狀态不超過 5 個。

實作

我們将建立一個 State 接口和實作了 State 接口的實體狀态類。Context 是一個帶有某個狀态的類。

StatePatternDemo，我們的示範類使用 Context 和狀态對象來示範 Context 在狀态改變時的行為變化。

步驟 1

建立一個接口。

State.java

public interface State {

public void doAction(Context context);

}

步驟 2

建立實作接口的實體類。

StartState.java

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";

StopState.java

public class StopState implements State {

System.out.println("Player is in stop state");

return "Stop State";

步驟 3

建立 Context 類。

Context.java

public class Context {

private State state;

public Context(){

state = null;

public void setState(State state){

this.state = state;

public State getState(){

return state;

步驟 4

使用 Context 來檢視當狀态 State 改變時的行為變化。

StatePatternDemo.java

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);

步驟 5

執行程式，輸出結果：

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

介紹

實作