设计模式学习总结(二十三)-状态模式（设计模式之状态模式）

状态模式是一种行为设计模式，用于解决对象在状态变化时行为的封装问题。它通过将对象的状态和行为分离，使得对象在不同状态下具有不同的行为。

设计模式学习归纳(二十三)状态模式（设计模式之状态模式）

在软件开发过程中，我们经常会遇到一些对象的行为依赖于其状态的情况，为了解决这个问题，我们可以使用状态模式，状态模式是一种行为设计模式，它允许对象在其内部状态改变时改变其行为，这种模式将对象的状态封装在一个类中，并使用一个抽象状态类来表示这些状态。

状态模式的定义与特点

1、定义：状态模式（State Pattern）是一种行为设计模式，它允许对象在其内部状态改变时改变其行为，这种模式将对象的状态封装在一个类中，并使用一个抽象状态类来表示这些状态。

2、特点：

封装了转换规则，并且枚举可能的状态，枚举过程即为状态迁移规则；

将所有与某个状态有关的行为放到一个类中，并且可以方便地增加新的状态和转换逻辑；

允许状态转换逻辑与状态对象合成一体，而不是在某个类中分布；

可以很容易地支持增量式开发；

允许运行时改变对象的行为。

状态模式的实现步骤

1、定义一个接口，用于定义所有具体状态所共有的方法；

2、定义一个抽象类，用于实现上述接口，并为该接口中的方法提供默认实现；

3、定义具体的状态类，继承自抽象类，并根据需要重写接口中的方法；

4、定义一个上下文类，用于维护当前状态，并提供方法让其他对象访问当前状态；

5、在上下文类中添加一个方法，用于设置当前状态。

状态模式的应用场景

1、当一个对象的行为取决于它的状态时；

2、当一个对象的内部状态改变时，需要改变其行为；

3、当需要在运行时动态改变对象的行为时；

4、当一个类的实例只能有一种状态，而且该状态不能由用户修改时。

状态模式的优缺点

1、优点：

封装了转换规则，并且枚举可能的状态，枚举过程即为状态迁移规则；

将所有与某个状态有关的行为放到一个类中，并且可以方便地增加新的状态和转换逻辑；

允许状态转换逻辑与状态对象合成一体，而不是在某个类中分布；

可以很容易地支持增量式开发；

允许运行时改变对象的行为。

2、缺点：

如果状态过多，会导致系统变得复杂；

状态模式的使用会增加系统的开销。

状态模式的UML类图

由于篇幅原因，这里不再展示状态模式的UML类图，可以参考相关资料了解。

代码示例

以下是一个简单的状态模式的Java代码示例：

// 定义一个接口，用于定义所有具体状态所共有的方法
interface State {
    void doAction(Context context);
}
// 定义一个抽象类，用于实现上述接口，并为该接口中的方法提供默认实现
abstract class StateBase implements State {
    public void doAction(Context context) {
        System.out.println("默认操作");
    }
}
// 定义具体的状态类A，继承自抽象类StateBase，并根据需要重写接口中的方法
class StateA extends StateBase {
    @Override
    public void doAction(Context context) {
        System.out.println("执行状态A的操作");
    }
}
// 定义具体的状态类B，继承自抽象类StateBase，并根据需要重写接口中的方法
class StateB extends StateBase {
    @Override
    public void doAction(Context context) {
        System.out.println("执行状态B的操作");
    }
}
// 定义一个上下文类，用于维护当前状态，并提供方法让其他对象访问当前状态
class Context {
    private State state; // 当前状态
    private int stateValue; // 当前值，用于判断当前状态是A还是B
    public Context() {
        this.state = new StateA(); // 初始状态为A
        this.stateValue = 0; // A对应的值为0，B对应的值为1
    }
    // 根据stateValue的值设置当前状态为A或B，并调用相应的doAction方法执行操作
    public void setState(int stateValue) {
        if (stateValue == 0) {
            this.state = new StateA();
        } else if (stateValue == 1) {
            this.state = new StateB();
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Invalid state value");
        }
        this.stateValue = stateValue; // 更新stateValue的值以便于下次判断当前状态是A还是B
        this.state.doAction(this); // 执行当前状态下的操作
    }
}