1.概述

【例】通過(guò)按鈕來(lái)控制一個(gè)電梯的狀態(tài)，一個(gè)電梯有開(kāi)門(mén)狀態(tài)，關(guān)門(mén)狀態(tài)，停止?fàn)顟B(tài)，運(yùn)行狀態(tài)。每一種狀態(tài)改變，都有可能要根據(jù)其他狀態(tài)來(lái)更新處理。例如，如果電梯門(mén)現(xiàn)在處于運(yùn)行時(shí)狀態(tài)，就不能進(jìn)行開(kāi)門(mén)操作，而如果電梯門(mén)是停止?fàn)顟B(tài)，就可以執(zhí)行開(kāi)門(mén)操作。

public interface ILift {
    //電梯的4個(gè)狀態(tài)
    //開(kāi)門(mén)狀態(tài)
    public final static int OPENING_STATE = 1;
    //關(guān)門(mén)狀態(tài)
    public final static int CLOSING_STATE = 2;
    //運(yùn)行狀態(tài)
    public final static int RUNNING_STATE = 3;
    //停止?fàn)顟B(tài)
    public final static int STOPPING_STATE = 4;

    //設(shè)置電梯的狀態(tài)
    public void setState(int state);

    //電梯的動(dòng)作
    public void open();
    public void close();
    public void run();
    public void stop();
}

public class Lift implements ILift {
    private int state;

    @Override
    public void setState(int state) {
        this.state = state;
    }

    //執(zhí)行關(guān)門(mén)動(dòng)作
    @Override
    public void close() {
        switch (this.state) {
            case OPENING_STATE:
                System.out.println("電梯關(guān)門(mén)了。。。");//只有開(kāi)門(mén)狀態(tài)可以關(guān)閉電梯門(mén)，可以對(duì)應(yīng)電梯狀態(tài)表來(lái)看
                this.setState(CLOSING_STATE);//關(guān)門(mén)之后電梯就是關(guān)閉狀態(tài)了
                break;
            case CLOSING_STATE:
                //do nothing //已經(jīng)是關(guān)門(mén)狀態(tài)，不能關(guān)門(mén)
                break;
            case RUNNING_STATE:
                //do nothing //運(yùn)行時(shí)電梯門(mén)是關(guān)著的，不能關(guān)門(mén)
                break;
            case STOPPING_STATE:
                //do nothing //停止時(shí)電梯也是關(guān)著的，不能關(guān)門(mén)
                break;
        }
    }

    //執(zhí)行開(kāi)門(mén)動(dòng)作
    @Override
    public void open() {
        switch (this.state) {
            case OPENING_STATE://門(mén)已經(jīng)開(kāi)了，不能再開(kāi)門(mén)了
                //do nothing
                break;
            case CLOSING_STATE://關(guān)門(mén)狀態(tài)，門(mén)打開(kāi):
                System.out.println("電梯門(mén)打開(kāi)了。。。");
                this.setState(OPENING_STATE);
                break;
            case RUNNING_STATE:
                //do nothing 運(yùn)行時(shí)電梯不能開(kāi)門(mén)
                break;
            case STOPPING_STATE:
                System.out.println("電梯門(mén)開(kāi)了。。。");//電梯停了，可以開(kāi)門(mén)了
                this.setState(OPENING_STATE);
                break;
        }
    }

    //執(zhí)行運(yùn)行動(dòng)作
    @Override
    public void run() {
        switch (this.state) {
            case OPENING_STATE://電梯不能開(kāi)著門(mén)就走
                //do nothing
                break;
            case CLOSING_STATE://門(mén)關(guān)了，可以運(yùn)行了
                System.out.println("電梯開(kāi)始運(yùn)行了。。。");
                this.setState(RUNNING_STATE);//現(xiàn)在是運(yùn)行狀態(tài)
                break;
            case RUNNING_STATE:
                //do nothing 已經(jīng)是運(yùn)行狀態(tài)了
                break;
            case STOPPING_STATE:
                System.out.println("電梯開(kāi)始運(yùn)行了。。。");
                this.setState(RUNNING_STATE);
                break;
        }
    }

    //執(zhí)行停止動(dòng)作
    @Override
    public void stop() {
        switch (this.state) {
            case OPENING_STATE: //開(kāi)門(mén)的電梯已經(jīng)是是停止的了(正常情況下)
                //do nothing
                break;
            case CLOSING_STATE://關(guān)門(mén)時(shí)才可以停止
                System.out.println("電梯停止了。。。");
                this.setState(STOPPING_STATE);
                break;
            case RUNNING_STATE://運(yùn)行時(shí)當(dāng)然可以停止了
                System.out.println("電梯停止了。。。");
                this.setState(STOPPING_STATE);
                break;
            case STOPPING_STATE:
                //do nothing
                break;
        }
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Lift lift = new Lift();
        lift.setState(ILift.STOPPING_STATE);//電梯是停止的
        lift.open();//開(kāi)門(mén)
        lift.close();//關(guān)門(mén)
        lift.run();//運(yùn)行
        lift.stop();//停止
    }
}

問(wèn)題分析：

• 使用了大量的switch…case這樣的判斷（if…else也是一樣)，使程序的可閱讀性變差。
• 擴(kuò)展性很差。如果新加了斷電的狀態(tài)，我們需要修改上面判斷邏輯

定義：

對(duì)有狀態(tài)的對(duì)象，把復(fù)雜的“判斷邏輯”提取到不同的狀態(tài)對(duì)象中，允許狀態(tài)對(duì)象在其內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)改變其行為。

2.結(jié)構(gòu)

狀態(tài)模式包含以下主要角色。

• 環(huán)境（Context）角色：也稱為上下文，它定義了客戶程序需要的接口，維護(hù)一個(gè)當(dāng)前狀態(tài)，并將與狀態(tài)相關(guān)的操作委托給當(dāng)前狀態(tài)對(duì)象來(lái)處理。
• 抽象狀態(tài)（State）角色：定義一個(gè)接口，用以封裝環(huán)境對(duì)象中的特定狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的行為。
• 具體狀態(tài)（Concrete State）角色：實(shí)現(xiàn)抽象狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的行為。

3.案例實(shí)現(xiàn)

/**
 * @author 曉風(fēng)殘?jiān)翷x
 * @date 2023/7/29 14:57
 *      抽象狀態(tài)類(lèi)
 */
public abstract class LiftState {

    // 聲明環(huán)境角色類(lèi)變量
    protected Context context;

    public void setContext(Context context) {
        this.context = context;
    }

    public Context getContext() {
        return context;
    }

    // 電梯開(kāi)啟操作
    public abstract void open();

    // 電梯關(guān)閉操作
    public abstract void close();

    // 電梯運(yùn)行操作
    public abstract void run();

    // 電梯停止操作
    public abstract void stop();

}

/**
 * @author 曉風(fēng)殘?jiān)翷x
 * @date 2023/7/29 15:00
 *      電梯開(kāi)啟狀態(tài)類(lèi)
 */
public class OpeningState extends LiftState {
    //開(kāi)啟當(dāng)然可以關(guān)閉了，我就想測(cè)試一下電梯門(mén)開(kāi)關(guān)功能
    @Override
    public void open() {
        System.out.println("電梯門(mén)開(kāi)啟...");
    }

    @Override
    public void close() {
        //狀態(tài)修改
        super.context.setLiftState(Context.CLOSING_STATE);
        //動(dòng)作委托為CloseState來(lái)執(zhí)行，也就是委托給了ClosingState子類(lèi)執(zhí)行這個(gè)動(dòng)作
        super.context.getLiftState().close();
    }

    //電梯門(mén)不能開(kāi)著就跑，這里什么也不做
    @Override
    public void run() {
        //do nothing
    }

    //開(kāi)門(mén)狀態(tài)已經(jīng)是停止的了
    @Override
    public void stop() {
        //do nothing
    }
}

/**
 * @author 曉風(fēng)殘?jiān)翷x
 * @date 2023/7/29 15:00
 *      電梯運(yùn)行狀態(tài)類(lèi)
 */
public class RunningState extends LiftState {
    //運(yùn)行的時(shí)候開(kāi)電梯門(mén)？你瘋了！電梯不會(huì)給你開(kāi)的
    @Override
    public void open() {
        //do nothing
    }

    //電梯門(mén)關(guān)閉？這是肯定了
    @Override
    public void close() {//雖然可以關(guān)門(mén)，但這個(gè)動(dòng)作不歸我執(zhí)行
        //do nothing
    }

    //這是在運(yùn)行狀態(tài)下要實(shí)現(xiàn)的方法
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("電梯正在運(yùn)行...");
    }

    //這個(gè)事絕對(duì)是合理的，光運(yùn)行不停止還有誰(shuí)敢做這個(gè)電梯？！估計(jì)只有上帝了
    @Override
    public void stop() {
        super.context.setLiftState(Context.STOPPING_STATE);
        super.context.stop();
    }
}

/**
 * @author 曉風(fēng)殘?jiān)翷x
 * @date 2023/7/29 15:00
 *      電梯停止?fàn)顟B(tài)類(lèi)
 */
public class StoppingState extends LiftState {
    //停止?fàn)顟B(tài)，開(kāi)門(mén)，那是要的！
    @Override
    public void open() {
        //狀態(tài)修改
        super.context.setLiftState(Context.OPENING_STATE);
        //動(dòng)作委托為CloseState來(lái)執(zhí)行，也就是委托給了ClosingState子類(lèi)執(zhí)行這個(gè)動(dòng)作
        super.context.getLiftState().open();
    }

    @Override
    public void close() {//雖然可以關(guān)門(mén)，但這個(gè)動(dòng)作不歸我執(zhí)行
        //狀態(tài)修改
        super.context.setLiftState(Context.CLOSING_STATE);
        //動(dòng)作委托為CloseState來(lái)執(zhí)行，也就是委托給了ClosingState子類(lèi)執(zhí)行這個(gè)動(dòng)作
        super.context.getLiftState().close();
    }

    //停止?fàn)顟B(tài)再跑起來(lái)，正常的很
    @Override
    public void run() {
        //狀態(tài)修改
        super.context.setLiftState(Context.RUNNING_STATE);
        //動(dòng)作委托為CloseState來(lái)執(zhí)行，也就是委托給了ClosingState子類(lèi)執(zhí)行這個(gè)動(dòng)作
        super.context.getLiftState().run();
    }

    //停止?fàn)顟B(tài)是怎么發(fā)生的呢？當(dāng)然是停止方法執(zhí)行了
    @Override
    public void stop() {
        System.out.println("電梯停止了...");
    }
}

/**
 * @author 曉風(fēng)殘?jiān)翷x
 * @date 2023/7/29 15:00
 *      電梯關(guān)閉狀態(tài)類(lèi)
 */
public class ClosingState extends LiftState {
    @Override
    //電梯門(mén)關(guān)閉，這是關(guān)閉狀態(tài)要實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作
    public void close() {
        System.out.println("電梯門(mén)關(guān)閉...");
    }

    //電梯門(mén)關(guān)了再打開(kāi)，逗你玩呢，那這個(gè)允許呀
    @Override
    public void open() {
        super.context.setLiftState(Context.OPENING_STATE);
        super.context.open();
    }


    //電梯門(mén)關(guān)了就跑，這是再正常不過(guò)了
    @Override
    public void run() {
        super.context.setLiftState(Context.RUNNING_STATE);
        super.context.run();
    }

    //電梯門(mén)關(guān)著，我就不按樓層
    @Override
    public void stop() {
        super.context.setLiftState(Context.STOPPING_STATE);
        super.context.stop();
    }
}

/**
 * @author 曉風(fēng)殘?jiān)翷x
 * @date 2023/7/29 14:58
 *      環(huán)境角色類(lèi)
 */
public class Context {

    // 定義對(duì)應(yīng)狀態(tài)對(duì)象的常量
    public final static OpeningState OPENING_STATE = new OpeningState();
    public final static RunningState RUNNING_STATE = new RunningState();
    public final static ClosingState CLOSING_STATE = new ClosingState();
    public final static StoppingState STOPPING_STATE = new StoppingState();

    // 定義一個(gè)當(dāng)前電梯狀態(tài)變量
    private LiftState liftState;

    // 設(shè)置當(dāng)前狀態(tài)對(duì)象
    public void setLiftState(LiftState liftState) {
        this.liftState = liftState;
        // 設(shè)置當(dāng)前狀態(tài)對(duì)象中的Context對(duì)象
        this.liftState.setContext(this);
    }

    public LiftState getLiftState() {
        return liftState;
    }

    public void open() {
        this.liftState.open();
    }

    public void close() {
        this.liftState.close();
    }

    public void stop() {
        this.liftState.stop();
    }

    public void run() {
        this.liftState.run();
    }

}

//測(cè)試類(lèi)
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context();
        context.setLiftState(new RunningState());

        context.open();
        context.close();
        context.run();
        context.stop();
    }
}

4.優(yōu)缺點(diǎn)

1.優(yōu)點(diǎn)：

• 將所有與某個(gè)狀態(tài)有關(guān)的行為放到一個(gè)類(lèi)中，并且可以方便地增加新的狀態(tài)，只需要改變對(duì)象狀態(tài)即可改變對(duì)象的行為。
• 允許狀態(tài)轉(zhuǎn)換邏輯與狀態(tài)對(duì)象合成一體，而不是某一個(gè)巨大的條件語(yǔ)句塊。

2.缺點(diǎn)：文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-732157.html

• 狀態(tài)模式的使用必然會(huì)增加系統(tǒng)類(lèi)和對(duì)象的個(gè)數(shù)。
• 狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)都較為復(fù)雜，如果使用不當(dāng)將導(dǎo)致程序結(jié)構(gòu)和代碼的混亂。
• 狀態(tài)模式對(duì)"開(kāi)閉原則"的支持并不太好。

5.使用場(chǎng)景

• 當(dāng)一個(gè)對(duì)象的行為取決于它的狀態(tài)，并且它必須在運(yùn)行時(shí)根據(jù)狀態(tài)改變它的行為時(shí)，就可以考慮使用狀態(tài)模式。
• 一個(gè)操作中含有龐大的分支結(jié)構(gòu)，并且這些分支決定于對(duì)象的狀態(tài)時(shí)。

到了這里，關(guān)于Gof23設(shè)計(jì)模式之狀態(tài)模式的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！