状态模式

一、前言

状态模式解决的问题是：状态变更引起行为变更

二、基本概念

1.定义

当一个对象内在状态改变时允许其改变行为，这个对象看起来像改变了其类。

Allow an object to alter its behavior when its internal state changes.The object will appear to change its class.

状态模式的核心是封装，状态的变更引起了行为的变更，从外部看起来就好像这个对象对应的类发生了改变一样。

2.登场角色

2.1 State（抽象状态）

接口或抽象类，负责对象状态定义，并且封装环境角色以实现状态切换。

2.2 ConcreteState（具体状态）

每一个具体状态必须完成两个职责：本状态的行为管理以及趋向状态处理，通俗地说，就是本状态下要做的事情，以及本状态如何过渡到其他状态。

2.3 Context（环境）

定义客户端需要的接口，并且负责具体状态的切换。

3.通用源码

3.1 State

public abstract class State {

   //定义一个环境角色，提供子类访问
   protected Context context;

   //设置环境角色
   public void setContext(Context _context) {
      this.context = _context;
   }

   //行为1
   public abstract void handle1();

   //行为2
   public abstract void handle2();
}

3.2 ConcreteState

具体状态角色有两个职责：处理本状态必须完成的任务，决定是否可以过渡到其他状态

• ConcreteState1

public class ConcreteState1 extends State {

	@Override
	public void handle1() {
		//本状态下必须处理的逻辑
	}


	@Override
	public void handle2() {
		//设置当前状态为stat2
		super.context.setCurrentState(Context.STATE2);
		//过渡到state2状态，由Context实现
		super.context.handle2();
	}

}

• ConcreteState2

public class ConcreteState2 extends State {

	@Override
	public void handle1() {
		//设置当前状态为stat1
		super.context.setCurrentState(Context.STATE1);
		//过渡到state1状态，由Context实现
		super.context.handle1();
	}

	@Override
	public void handle2() {
		//本状态下必须处理的逻辑
	}

}

3.3 Context

环境角色有两个不成文的约束：

（1）把状态对象声明为静态常量，有几个状态对象就声明几个静态常量。

（2）环境角色具有抽象状态角色定义的所有行为，具体执行使用委托方式。

public class Context {
	//定义状态
	public final static State STATE1 = new ConcreteState1();
	public final static State STATE2 = new ConcreteState2();

	//当前状态
	private State CurrentState;

	//获得当前状态
	public State getCurrentState() {
		return CurrentState;
	}

	//设置当前状态
	public void setCurrentState(State currentState) {
		this.CurrentState = currentState;
		//切换状态
		this.CurrentState.setContext(this);
	}

	//行为委托
	public void handle1() {
		this.CurrentState.handle1();
	}

	public void handle2() {
		this.CurrentState.handle2();
	}

}

3.4 Client

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		//定义环境角色
		Context context = new Context();
		//初始化状态
		context.setCurrentState(new ConcreteState1());
		//行为执行
		context.handle1();
		context.handle2();
	}
}

我们已经隐藏了状态的变化过程，它的切换引起了行为的变化。对外来说，我们只看到行为的发生改变，而不用知道是状态变化引起的。

4.优劣

4.1 优点

（1）结构清晰

（2）遵循了开闭原则和单一职责原则

（3）封装性非常好

状态变换放置到类的内部来实现，外部的调用不用知道类内部如何实现状态和行为的变换。

4.2 缺点

（1）类膨胀

5.注意事项

状态模式适用于当某个对象在它的状态发生改变时，它的行为也随着发生比较大的变化，也就是说在行为受状态约束的情况下可以使用状态模式，而且使用时对象的状态最好不要超过5个。

Context 升级为状态机

6.适用场景

（1）行为随状态改变而改变的场景

这也是状态模式的根本出发点，例如权限设计，人员的状态不同即使执行相同的行为结果也会不同，在这种情况下需要考虑使用状态模式。

（2）条件、分支判断语句的替代者

在程序中大量使用switch语句或者if判断语句会导致程序结构不清晰，逻辑混乱，使用状态模式可以很好地避免这一问题，它通过扩展子类实现了条件的判断处理。

7.最佳实践

状态模式适用于当某个对象在它的状态发生改变时，它的行为也随着发生比较大的变化，也就是说在行为受状态约束的情况下可以使用状态模式，而且使用时对象的状态最好不要超过5个。