设计模式之状态模式

Java中的状态模式实例教程

原文链接 作者：Pankaj Kumar 译者：f0tlo
<1357654289@qq.com>

状态模式是一种行为设计模式。适用于当对象的内在状态改变它自身的行为时。

如果想基于对象的状态来改变自身的行为，通常利用对象的状态变量及if-else条件子句来扮演针对对象的不同行为。状态模式Context(环境)和State(状态)分离的方式既保证状态与行为的联动变化，又使得这种变化是条理明晰且松耦合的。

Context是包含了状态引用的类，此引用指向一个状态的具体实现。并且帮助把对状态的请求委托给此状态的对象进行处理。看一个具体的例子。

结构



模式的组成

环境类（Context）:  定义客户感兴趣的接口。维护一个ConcreteState子类的实例，这个实例定义当前状态。

抽象状态类（State）:  定义一个接口以封装与Context的一个特定状态相关的行为。

具体状态类（ConcreteState）:  每一子类实现一个与Context的一个状态相关的行为。
假如想实现电视遥控器，使用简单按键来表现动作。如果状态是ON，电视将被打开，如果状态是OFF，电视将被关闭。

利用if-else条件子句来实现。

package com.journaldev.design.state;

public class TVRemoteBasic {

private String state="";

public void setState(String state){
this.state=state;
}

public void doAction(){
if(state.equalsIgnoreCase("ON")){
System.out.println("TV is turned ON");
}else if(state.equalsIgnoreCase("OFF")){
System.out.println("TV is turned OFF");
}
}

public static void main(String args[]){
TVRemoteBasic remote = new TVRemoteBasic();

remote.setState("ON");
remote.doAction();

remote.setState("OFF");
remote.doAction();
}

}

注意：客户端代码需要知道每一个不同的值所代表的遥控器的不同状态。如果这样，假如大量的状态被增加，那么对于被紧紧捆绑在一起的状态实现以及相应的客户端代码，它们的维护及扩展就变得非常困难。

现在使用状态模式实现上述电视控制器。

抽象State接口

首先创建一个状态接口来定义一个方法，此方法需要被不同的具体状态类以及环境类实现。

package com.journaldev.design.state;

public interface State {

public void doAction();
}

具体State实现

自此例子中，包含两个状态：一个是打开电视的状态，一个关闭电视的状态。因此，需要创建两个具体状态类代表这两个行为。

package com.journaldev.design.state;

public class TVStartState implements State {

@Override
public void doAction() {
System.out.println("TV is turned ON");
}

}

package com.journaldev.design.state;

public class TVStopState implements State {

@Override
public void doAction() {
System.out.println("TV is turned OFF");
}

}
现在我们开始实现Context对象，能改基于内在对象来改变自身的行为。

Context类实现

<pre>package com.journaldev.design.state;

public class TVContext implements State {

private State tvState;

public void setState(State state) {
this.tvState=state;
}

public State getState() {
return this.tvState;
}

@Override
public void doAction() {
this.tvState.doAction();
}

}

注意，Context类实现了状态以及保持了对此状态的引用。它能够把对此状态的请求委托到某一具体状态实现中。

测试程序

完成一个简单地程序对使用状态模式的电视遥控器的测试。

package com.journaldev.design.state;

public class TVRemote {

public static void main(String[] args) {
TVContext context = new TVContext();
State tvStartState = new TVStartState();
State tvStopState = new TVStopState();

context.setState(tvStartState);
context.doAction();

context.setState(tvStopState);
context.doAction();

}

}

上述程序的输出与没用使用任何设计模式的电视控制器的实现类似。

使用状态设计模式的优势就是实现多态性的过程是清晰可见的。状态的改变中产生的错误也较少，另外增加更多的状态以及行为变得容易且更具鲁棒性。此外状态模式也帮助避免if-else子句或者switch-case条件判定逻辑。