行为模式之State

State的定
义


: 不同的状态,不同的行为;或者说,每个状态有着相应的行为.

何时使用


?

State模式在实际使用中比较多,适合"状态的切换".因为
我们经常会使用If elseif else 进行状态切换, 如果针对状态的这样判断切换反复出现,我们就要联想到是否可以采取State模式了.

不只是根据状态,也有根据属性.如果某个
对象的属性不同,对象的行为就不一样,这点在数据库系统中出现频率比较高,我们经常会在一个数据表的尾部,加上property属性含义的字段,用以标识
记录中一些特殊性质的记录,这种属性的改变(切换)又是随时可能发生的,就有可能要使用State.

是否使用?



在实际使用,类似开关一样的状态切换是很多的,但有时并不是那
么明显,取决于你的经验和对系统的理解深度.

这里要阐述的是"开关切换状态" 和"
一般的状态判断"是有一些区别的, " 一般的状态判断"也是有 if..elseif结构,例如:

　　　　
if (which==1) state="hello";

　　　　else if
(which==2) state="hi";

　　　　else if (which==3) state="bye";

这是一个 "
一般的状态判断",state值的不同是根据which变量来决定的,which和state没有关系.如果改成:

　　　　
if (state.euqals("bye")) state="hello";

　　　　else
if (state.euqals("hello")) state="hi";

　　　　else if
(state.euqals("hi")) state="bye";

这就是
"开关切换状态",是将state的状态从"hello"切换到"hi",再切换到""bye";在切换到"hello",好象一个旋转开关,这种状态改
变就可以使用State模式了.

如果单纯有上面一种将"hello"-->"hi"-->"bye"-->"hello"
这一个方向切换,也不一定需要使用State模式,因为State模式会建立很多子类,复杂化,但是如果又发生另外一个行为:将上面的切换方向反过来切
换,或者需要任意切换,就需要State了.

请看下例:

public class Context{ 　　private Color state=null; 　　public void push(){ 　　　　 //如果当前red状态 就切换到blue 　　　　if (state==Color.red) state=Color.blue; 　　　　//如果当前blue状态 就切换到green 　　　　else if (state==Color.blue) state=Color.green; 　　　　//如果当前black状态 就切换到red 　 　　　else if (state==Color.black) state=Color.red; 　　　　//如果当前green状 态 就切换到black 　　　　else if (state==Color.green) state=Color.black; 　　 　　 　　　　Sample sample=new Sample(state); 　　　　sample.operate(); 　 　} 　　 public void pull(){ 　　　　//与push状态切换正好相反 　　　　 if (state==Color.green) state=Color.blue; 　　　　 else if (state==Color.black) state=Color.green; 　　　　else if (state==Color.blue) state=Color.red; 　　　　else if (state==Color.red) state=Color.black; 　　　　Sample2 sample2=new Sample2(state); 　　　 　sample2.operate(); 　　} }

在上例中,我们有两个动作push推和
pull拉,这两个开关动作,改变了Context颜色,至此,我们就需要使用State模式优化它.

另外注意:但就上例,state的变化,
只是简单的颜色赋值,这个具体行为是很简单的,State适合巨大的具体行为,因此在,就本例,实际使用中也不一定非要使用State模式,这会增加子类
的数目,简单的变复杂.

例如: 银行帐户, 经常会在Open
状态和Close状态间转换.

例如:
经典的TcpConnection, Tcp的状态有创建 侦听 关闭三个,并且反复转换,其创建 侦听
关闭的具体行为不是简单一两句就能完成的,适合使用State

例如:信箱POP帐号, 会有四种状态,
start HaveUsername Authorized quit,每个状态对应的行为应该是比较大的.适合使用State

例如:在工具箱挑选不同工具,可以看成在
不同工具中切换,适合使用State.如 具体绘图程序,用户可以选择不同工具绘制方框直线 曲线,这种状态切换可以使用State.

如何使用



State需要两种类型实体参与:

1.state manager 状态管理器
,就是开关 ,如上面例子的Context实际就是一个state manager, 在state manager中有对状态的切换动作.

2.
用抽象类或接口实现的父类,,不同状态就是继承这个父类的不同子类.

以上面的
Context为例.我们要修改它,建立两个类型的实体.

第一步: 首先建立一个父类:

public abstract class State{ 　　 public abstract void handlepush(Context c); 　　 public abstract void handlepull(Context c); 　　public abstract void getcolor(); }

父类中的方法要对应state
manager中的开关行为,在state manager中
本例就是Context中,有两个开关动作push推和pull拉.那么在状态父类中就要有具体处理这两个动作:handlepush()
handlepull(); 同时还需要一个获取push或pull结果的方法getcolor()

下面是具体子类的实现:

public class BlueState extends State{ 　　 public void handlepush(Context c){ 　　　　 //根据push方法"如果是blue状态的切换到green" ; 　　　　 c.setState(new GreenState()); 　　 } 　　public void handlepull(Context c){ 　　　　 //根据pull方法"如果是blue状态的切换到red" ; 　　　　 c.setState(new RedState()); 　　} 　　public abstract void getcolor(){ return (Color.blue)} }

同样 其他状态的子类实现如blue一
样.

第二步:
要重新改写State manager 也就是本例的Context:

public class Context{ 　　private Sate state=null; //我们将原来的 Color state 改成了新建的State state; 　　 //setState是用来改变state的状态 使用setState实现状态的切换 　　pulic void setState(State state){ 　　　　this.state=state; 　　} 　　public void push(){ 　　　　 //状态的切换的细节部分,在本例中是颜色的变化,已经封装在子类的handlepush中实现,这里无需关心 　 　　　state.handlepush(this); 　　　　 　　　　//因为sample要使用state中的一个切换结果,使用 getColor() 　　　　Sample sample=new Sample(state.getColor()); 　　　　 sample.operate(); 　　} 　　public void pull(){ 　　　　 state.handlepull(this); 　　　　 　　　　Sample2 sample2=new Sample2(state.getColor()); 　　　　sample2.operate(); 　　} }

至此,我们也就实现了State的
refactorying过程.

以上只是相当简单的一个实例,在实际应用
中,handlepush或handelpull的处理是复杂的.

参考资源
:

the State and Stategy

How to implement state-dependent behavior

The state patterns