状态模式

2/11/24About 5 min

状态模式允许对象在其内部状态改变时改变其行为，对象看起来似乎修改了它的类。

状态模式包含下列角色：

上下文（StateContext）：
上下文是拥有状态的对象。它定义了客户端需要的接口，并维护一个当前状态对象的引用。
抽象状态角色（State）：
抽象状态通常包含一些操作或方法，这些方法由具体状态类实现。
具体状态角色（Concrete State）：
是抽象状态角色的实现，每个具体状态对应系统中的一个具体状态值。每个具体状态类都实现了抽象状态接口中定义的方法，并且可以改变环境对象的状态（即上下文的当前状态）。

代码实现

上下文

上下文具有两种状态切换的行为，即start、close两个方法。而且状态切换是由内部的state对象完成的。

public class StateContext {
    private State state;

    public State getState() {
        return state;
    }

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

    public void start() {
        this.state.start(this);
    }

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

抽象状态

抽象状态中定义了对象状态切换的方法。根据上下文对象可知，需要定义两个状态切换的操作。

public abstract class State {


    public abstract void start(StateContext context);

    public abstract void close(StateContext context);

}

具体状态

由上下文可知，具体状态有两种（start，close）。下面分别为这两个状态定义对应的类，以及实现状态切换的方法。

public class StartState extends State {


    @Override
    public void start(StateContext context) {
        System.out.println("已经处于start状态");
    }

    @Override
    public void close(StateContext context) {
        context.setState(new StopState());
        System.out.println("start切换到close状态");
    }
}

同理可以写出StopState的实现。

public class StopState extends State {
    @Override
    public void start(StateContext context) {
        context.setState(new StartState());
        System.out.println("close切换到start状态");
    }

    @Override
    public void close(StateContext context) {
        System.out.println("已经处于close状态");
    }
}

使用

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        StateContext context = new StateContext();
        context.setState(new StartState());

        context.start();
        context.close();
    }
}

运行结果：

状态模式与其他模式的对比

模式	功能	实现方式	适用场景
状态模式	封装对象状态行为	对象状态变化时改变其行为	对象行为依赖于其状态，且状态可动态变化时
策略模式	封装可替换算法	定义算法族，运行时动态切换	需要在运行时选择不同算法实现时
命令模式	封装请求为对象	将请求封装为命令，支持队列、撤销等操作	需要支持请求的队列化、日志记录或撤销时
模板方法模式	定义算法骨架	父类定义算法结构，子类实现具体步骤	多个类有相似算法结构，但具体实现不同时