1. 定義

狀態(tài)模式是一種行為型設(shè)計模式，用于通過將對象的行為封裝到不同的狀態(tài)類中，使得對象在不同的狀態(tài)下具有不同的行為。狀態(tài)模式允許對象在內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生改變時改變其行為，而無需修改其代碼。狀態(tài)模式通常包含三個主要角色：上下文（Context）、抽象狀態(tài)（Abstract State）和具體狀態(tài)（Concrete State）。

• 上下文（Context）： 定義了一個接口，用于維護(hù)一個當(dāng)前狀態(tài)的引用，并提供一個用于切換狀態(tài)的方法
• 抽象狀態(tài)（Abstract State）： 定義了一個接口，用于封裝與上下文相關(guān)的一個或多個行為
• 具體狀態(tài)（Concrete State）： 實(shí)現(xiàn)了抽象狀態(tài)的接口，負(fù)責(zé)處理與狀態(tài)相關(guān)的行為

2. 應(yīng)用場景

狀態(tài)模式通常在以下場景中使用：

• 一個對象的行為取決于其內(nèi)部狀態(tài)，并且需要在運(yùn)行時根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)改變其行為：

  當(dāng)一個對象的行為取決于其內(nèi)部狀態(tài)，并且需要在運(yùn)行時根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)改變其行為時，可以使用狀態(tài)模式

• 一個對象具有多個狀態(tài)，并且狀態(tài)之間存在轉(zhuǎn)換關(guān)系：

  當(dāng)一個對象具有多個狀態(tài)，并且這些狀態(tài)之間存在轉(zhuǎn)換關(guān)系時，可以使用狀態(tài)模式

• 避免使用過多的條件語句來控制對象的行為：

  當(dāng)需要避免使用過多的條件語句來控制對象的行為時，可以使用狀態(tài)模式，將每個狀態(tài)封裝到一個類中，使得代碼更加清晰和可維護(hù)

3. 代碼實(shí)現(xiàn)

下面通過一個簡單的例子來演示狀態(tài)模式的實(shí)現(xiàn)。假設(shè)有一個電梯系統(tǒng)，電梯有開門、關(guān)門、上行、下行和停止等狀態(tài)，我們可以使用狀態(tài)模式來管理電梯的不同狀態(tài)。

上下文 - 電梯 ElevatorContext

package com.cheney.demo;

class ElevatorContext {
    private ElevatorState currentState;

    public ElevatorContext() {
        this.currentState = new StoppedState();
    }

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

    public void openDoor() {
        currentState.openDoor(this);
    }

    public void closeDoor() {
        currentState.closeDoor(this);
    }

    public void moveUp() {
        currentState.moveUp(this);
    }

    public void moveDown() {
        currentState.moveDown(this);
    }
}

抽象狀態(tài) - 電梯狀態(tài) ElevatorState

package com.cheney.demo;

interface ElevatorState {
    void openDoor(ElevatorContext context);

    void closeDoor(ElevatorContext context);

    void moveUp(ElevatorContext context);

    void moveDown(ElevatorContext context);
}

具體狀態(tài) - 停止?fàn)顟B(tài) StoppedState

package com.cheney.demo;

class StoppedState implements ElevatorState {
    @Override
    public void openDoor(ElevatorContext context) {
        System.out.println("開門");
        context.setState(new OpenedState());
    }

    @Override
    public void closeDoor(ElevatorContext context) {
        System.out.println("門已經(jīng)關(guān)上了");
    }

    @Override
    public void moveUp(ElevatorContext context) {
        System.out.println("向上移動");
        context.setState(new MovingUpState());
    }

    @Override
    public void moveDown(ElevatorContext context) {
        System.out.println("向下移動");
        context.setState(new MovingDownState());
    }
}

具體狀態(tài) - 開門狀態(tài) OpenedState

package com.cheney.demo;

class OpenedState implements ElevatorState {
    @Override
    public void openDoor(ElevatorContext context) {
        System.out.println("門已經(jīng)打開了");
    }

    @Override
    public void closeDoor(ElevatorContext context) {
        System.out.println("關(guān)上門");
        context.setState(new StoppedState());
    }

    @Override
    public void moveUp(ElevatorContext context) {
        System.out.println("門打開時無法向上移動");
    }

    @Override
    public void moveDown(ElevatorContext context) {
        System.out.println("門打開時無法向下移動");
    }
}

具體狀態(tài) - 上行狀態(tài) MovingUpState

package com.cheney.demo;

class MovingUpState implements ElevatorState {
    @Override
    public void openDoor(ElevatorContext context) {
        System.out.println("向上移動時無法打開門");
    }

    @Override
    public void closeDoor(ElevatorContext context) {
        System.out.println("關(guān)上門");
        context.setState(new StoppedState());
    }

    @Override
    public void moveUp(ElevatorContext context) {
        System.out.println("繼續(xù)向上移動");
    }

    @Override
    public void moveDown(ElevatorContext context) {
        System.out.println("改變方向向下移動");
        context.setState(new MovingDownState());
    }
}

具體狀態(tài) - 下行狀態(tài) MovingDownState

package com.cheney.demo;

class MovingDownState implements ElevatorState {
    @Override
    public void openDoor(ElevatorContext context) {
        System.out.println("向下移動時無法打開門");
    }

    @Override
    public void closeDoor(ElevatorContext context) {
        System.out.println("關(guān)上門");
        context.setState(new StoppedState());
    }

    @Override
    public void moveUp(ElevatorContext context) {
        System.out.println("改變方向向上移動");
        context.setState(new MovingUpState());
    }

    @Override
    public void moveDown(ElevatorContext context) {
        System.out.println("繼續(xù)向下移動。");
    }
}

客戶端啟動類 Main

package com.cheney.demo;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用狀態(tài)模式管理電梯狀態(tài)
        ElevatorContext elevator = new ElevatorContext();

        // 打開門
        elevator.openDoor();
        // 關(guān)上門
        elevator.closeDoor();
        // 向上移動
        elevator.moveUp();
        // 改變方向向下移動
        elevator.moveDown();
        // 向下移動時無法打開門
        elevator.openDoor();
    }
}

在上述例子中，ElevatorContext 是上下文類，維護(hù)了當(dāng)前狀態(tài)的引用，并提供了用于切換狀態(tài)的方法。ElevatorState 是抽象狀態(tài)接口，定義了與電梯狀態(tài)相關(guān)的行為。StoppedState、OpenedState、MovingUpState 和 MovingDownState 是具體狀態(tài)類，分別實(shí)現(xiàn)了抽象狀態(tài)接口，負(fù)責(zé)處理不同狀態(tài)下的行為。

在客戶端中，我們使用狀態(tài)模式管理電梯的狀態(tài)。通過將電梯的不同狀態(tài)封裝到不同的狀態(tài)類中，實(shí)現(xiàn)了電梯狀態(tài)的切換，而無需修改 ElevatorContext 的代碼。

結(jié)語

狀態(tài)模式是一種用于通過將對象的行為封裝到不同的狀態(tài)類中，使得對象在不同的狀態(tài)下具有不同的行為的設(shè)計模式。通過使用狀態(tài)模式，可以使代碼更加清晰、可維護(hù)，并降低對象之間的耦合度。在實(shí)際開發(fā)中，狀態(tài)模式常被用于處理對象的狀態(tài)轉(zhuǎn)換、狀態(tài)機(jī)等場景。通過合理使用狀態(tài)模式，可以提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和靈活性。


【Java 設(shè)計模式】系列 《23 種設(shè)計模式》 與 《7 大設(shè)計原則》 總綱
??設(shè)計原則
?單一職責(zé)原則（SRP） 規(guī)定一個類應(yīng)該只有一個引起變化的原因
?開放/封閉原則（OCP） 表明軟件實(shí)體應(yīng)該是可以擴(kuò)展的，但是不可修改的
?里氏替換原則（LSP） 強(qiáng)調(diào)派生類必須能夠替代其基類而不引起程序錯誤
?依賴倒置原則（DIP） 倡導(dǎo)高層模塊不應(yīng)該依賴于低層模塊，二者都應(yīng)該依賴于抽象
?接口隔離原則（ISP） 提倡一個類不應(yīng)該被強(qiáng)迫依賴它不使用的接口
?合成/聚合復(fù)用原則（CARP） 建議盡量使用合成/聚合，盡量不要使用繼承
?迪米特法則（LoD） 規(guī)定一個對象應(yīng)該對其他對象有最少的了解

??創(chuàng)建型設(shè)計模式
?單例模式 保證一個類僅有一個實(shí)例，并提供一個訪問它的全局點(diǎn)
?工廠方法模式 定義一個用于創(chuàng)建對象的接口，但是由子類決定實(shí)例化哪一個類
?抽象工廠模式 提供一個創(chuàng)建一系列相關(guān)或相互依賴對象的接口，而無需指定它們具體的類
?建造者模式 將一個復(fù)雜對象的構(gòu)建與其表示分離，使得同樣的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示
?原型模式 通過復(fù)制現(xiàn)有的對象來創(chuàng)建新對象，而不是從頭開始創(chuàng)建

??結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式
?適配器模式 將一個類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另外一個接口
?橋接模式 將抽象部分與它的實(shí)現(xiàn)部分分離，使它們都可以獨(dú)立地變化
?組合模式 將對象以樹形結(jié)構(gòu)組合以表示“部分-整體”的層次結(jié)構(gòu)
?裝飾器模式 動態(tài)地給一個對象添加一些額外的職責(zé)
?外觀模式 為子系統(tǒng)中的一組接口提供一個一致的界面
?代理模式 為其他對象提供一種代理以控制對這個對象的訪問
?享元模式 用共享的方式高效地支持大量小粒度對象

??行為型設(shè)計模式
?觀察者模式 定義對象間的一對多依賴，當(dāng)一個對象改變狀態(tài)，所有依賴者都會受到通知并自動更新
?策略模式 定義一系列算法，將它們封裝起來，并且使它們可以相互替換
?命令模式 將請求封裝成對象，使得可以用不同的請求對客戶進(jìn)行參數(shù)化
?狀態(tài)模式 允許對象在其內(nèi)部狀態(tài)改變時改變它的行為
?責(zé)任鏈模式 為解除請求的發(fā)送者和接收者之間的耦合，而使多個對象都有機(jī)會處理這個請求
?訪問者模式 將算法與對象結(jié)構(gòu)分離，并且可以在不改變對象結(jié)構(gòu)的前提下定義新的操作
?中介者模式 用一個中介對象來封裝一系列的對象交互
?備忘錄模式 在不破壞封裝的情況下，捕獲對象的內(nèi)部狀態(tài)，并在對象之外保存這個狀態(tài)
?迭代器模式 提供一種方法順序訪問一個聚合對象中的各個元素，而不暴露其內(nèi)部表示
?模版方法模式 定義一個操作中的算法的骨架，將一些步驟延遲到子類中
?解釋器模式 定義一個語言的文法，并且建立一個解釋器來解釋該語言中的句子

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-820847.html

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