状态(state)模式

状态模式，又称状态对象模式（Pattern of Objects for States），状态模式是对象的行为模式。
　　状态模式允许一个对象在其内部状态改变的时候改变其行为。这个对象看上去就像是改变了它的类一样。

状态模式的结构

　　用一句话来表述，状态模式把所研究的对象的行为包装在不同的状态对象里，每一个状态对象都属于一个抽象状态类的一个子类。状态模式的意图是让一个对象在其内部状态改变的时候，其行为也随之改变。状态模式的示意性类图如下所示：

　　状态模式所涉及到的角色有：

　　●　　环境(Context)角色，也成上下文：定义客户端所感兴趣的接口，并且保留一个具体状态类的实例。这个具体状态类的实例给出此环境对象的现有状态。

　　●　　抽象状态(State)角色：定义一个接口，用以封装环境（Context）对象的一个特定的状态所对应的行为。

　　●　　具体状态(ConcreteState)角色：每一个具体状态类都实现了环境（Context）的一个状态所对应的行为。

实例说明：

有这样一块电子颜料板，它上面有个手柄，可以拉(pull)也可以推(push),每次操作，都会改变颜料板的颜色，它们的变化关系就是这样。

抽象状态类：

public interface State {

void push(PaintBoard paintBoard);

void pull(PaintBoard paintBoard);

String name();

}

具体状态类：

public enum Color implements State {

RED {

@Override

public void push(PaintBoard paintBoard) {

paintBoard.setState(GREEN);

}

@Override

public void pull(PaintBoard paintBoard) {

paintBoard.setState(BLUE);

}

},

GREEN {

@Override

public void push(PaintBoard paintBoard) {

paintBoard.setState(BLUE);

}

@Override

public void pull(PaintBoard paintBoard) {

paintBoard.setState(RED);

}

},

BLUE {

@Override

public void push(PaintBoard paintBoard) {

paintBoard.setState(RED);

}

@Override

public void pull(PaintBoard paintBoard) {

paintBoard.setState(GREEN);

}

};

@Override

public void push(PaintBoard paintBoard) {

throw new UnsupportedOperationException("Invalid push!");

}

@Override

public void pull(PaintBoard paintBoard) {

throw new UnsupportedOperationException("Invalid pull!");

}

}

PaintBoard类代码：

public class PaintBoard {

private State state = Color.RED;

public void setState(State state) {

this.state = state;

}

public String getCurrentColor() {

return state.name();

}

public void push() {

state.push(this);

}

public void pull() {

state.pull(this);

}

}

客户端测试类：

public class PaintBoardTestDrive {

public static void main(String[] args) {

PaintBoard paintBoard = new PaintBoard();

System.out.println("Push Test:");

System.out.println("Paint board current color:" + paintBoard.getCurrentColor());

for (int i = 0; i < 3; i++) {

pushTest(paintBoard);

}

System.out.println("\nPull Test:");

System.out.println("Paint board current color:" + paintBoard.getCurrentColor());

for (int i = 0; i < 3; i++) {

pullTest(paintBoard);

}

}

private static void pushTest(PaintBoard paintBoard) {

System.out.printf("%s ---push---> ", paintBoard.getCurrentColor());

paintBoard.push();

System.out.println(paintBoard.getCurrentColor());

}

private static void pullTest(PaintBoard paintBoard) {

System.out.printf("%s ---pull---> ", paintBoard.getCurrentColor());

paintBoard.pull();

System.out.println(paintBoard.getCurrentColor());

}

}

认识状态模式

　　●　　状态和行为

　　所谓对象的状态，通常指的就是对象实例的属性的值；而行为指的就是对象的功能，再具体点说，行为大多可以对应到方法上。

　　状态模式的功能就是分离状态的行为，通过维护状态的变化，来调用不同状态对应的不同功能。也就是说，状态和行为是相关联的，它们的关系可以描述为：状态决定行为。

　　由于状态是在运行期被改变的，因此行为也会在运行期根据状态的改变而改变。

　　●　　行为的平行性

　　注意平行线而不是平等性。所谓平行性指的是各个状态的行为所处的层次是一样的，相互独立的、没有关联的，是根据不同的状态来决定到底走平行线的哪一条。行为是不同的，当然对应的实现也是不同的，相互之间是不可替换的。

　　

　　而平等性强调的是可替换性，大家是同一行为的不同描述或实现，因此在同一个行为发生的时候，可以根据条件挑选任意一个实现来进行相应的处理。

　　

　　大家可能会发现状态模式的结构和策略模式的结构完全一样，但是，它们的目的、实现、本质却是完全不一样的。还有行为之间的特性也是状态模式和策略模式一个很重要的区别，状态模式的行为是平行性的，不可相互替换的；而策略模式的行为是平等性的，是可以相互替换的。

　　● 　　环境和状态处理对象

　　在状态模式中，环境(Context)是持有状态的对象，但是环境(Context)自身并不处理跟状态相关的行为，而是把处理状态的功能委托给了状态对应的状态处理类来处理。

　　在具体的状态处理类中经常需要获取环境(Context)自身的数据，甚至在必要的时候会回调环境(Context)的方法，因此，通常将环境(Context)自身当作一个参数传递给具体的状态处理类。

　　客户端一般只和环境(Context)交互。客户端可以用状态对象来配置一个环境(Context)，一旦配置完毕，就不再需要和状态对象打交道了。客户端通常不负责运行期间状态的维护，也不负责决定后续到底使用哪一个具体的状态处理对象。