设计模式-状态模式

一、定义

定义如下：

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

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。状态模式的通用类图如图所示。

状态模式通用类图

我们先来看看状态模式中的3个角色。

State——抽象状态角色

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。

ConcreteState——具体状态角色

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。

Context——环境角色

定义客户端需要的接口，并且负责具体状态的切换。

//抽象环境角色

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();
}

//环境角色

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();
    }
}

public class ConcreteState2 extends State { 
    @Override
    public void handle1() {
        //设置当前状态为state1
        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
    }
}

//具体环境角色

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();
    }
}

//具体环境角色

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();
    }
}

二、应用

2.1 优点

结构清晰

避免了过多的switch...case或者if...else语句的使用，避免了程序的复杂性,提高系统的可维护性。

遵循设计原则

很好地体现了开闭原则和单一职责原则，每个状态都是一个子类，你要增加状态就要增加子类，你要修改状态，你只修改一个子类就可以了。

封装性非常好

这也是状态模式的基本要求，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。

2.2 缺点

状态模式既然有优点，那当然有缺点了。但只有一个缺点，子类会太多，也就是类膨胀。如果一个事物有很多个状态也不稀奇，如果完全使用状态模式就会有太多的子类，不好管理，这个需要大家在项目中自己衡量。其实有很多方式可以解决这个状态问题，如在数据库中建立一个状态表，然后根据状态执行相应的操作，这个也不复杂，看大家的习惯和嗜好了。

2.3 使用场景

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。

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。