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简明 状态模式（5.8）

2024-07-23 01:44:01   222人阅读

当一个类A的某个成员变量的值变化时，可能导致多个行为表现得不同。将该成员变量封装成类型的模式，即为状态模式（state pattern）。

编程技巧：以多态来重构分支结构。

设计思路：解决状态添加、状态转换、状态对行为的影响问题。


状态决定行为

先不考虑状态转换，很容易看到状态决定行为的场景。“朋友来了有好酒，若是那豺狼来了，迎接它的有猎枪”。不在状态，该赢的比赛都会输。

例程 4-3 又见分支结构
package property.state;
public class Man{
    private boolean isHappy;//典型的flag，两种状态
    public String sayHello() {
        String greeting="";
        if(isHappy){
            greeting ="你好，我的朋友";
        }else{
            greeting ="好";
        }
        return greeting;
    }
    public String sayGoodbye() {
        return isHappy? "再抱抱！":"再见，再也不见";        
    }
    
    public static void main(String[] args) {
		Man one = new Man();
		one.isHappy  =true;//false
		System.out.println(one.sayHello());
		System.out.println(one.sayGoodbye());
	}
}
这种Man没有城府，当成员变量isHappy取值不同时，Man的sayHello()和sayGoodbye()等多个行为表现得不同。在简单场景中，if-else更简洁。

然而，世界不是黑白分明的，关键成员变量可以是int或枚举类型表示的好感度，或某个类型如顾客(土豪、凡人、钓丝)。随着状态取值可能性的添加，分支块越来越大，sayHello()和sayGoodbye()代码都变得庞大。特别是增加新的状态值，在分支结构下违反OCP。

所以，从编程技巧上看，状态模式和策略模式、工厂方法模式一样，以多态来重构分支结构。

重构的要点：①以状态类State替代boolean、int、枚举类型或类型(注意这种情况)的分支判断参数，显然有多少分支，State将对应有多少子类。②状态类State将所有具有上述分支判断的方法，提取为自己的接口，State的子类分别给出配套的实现。

例程 4-4 State的子类们
package property.state;
public interface State{
    public String sayHello();
    public String sayGoodbye();
}
package property.state;
public class FriendState implements State{
    @Override public String sayHello(){
        return "你好，我的朋友";
    }
    @Override public String sayGoodbye(){
        return "再抱抱！";
    }
}//OpposingState略
package property.state;
public class Man2{
    private State state;
    public String sayHello() {
        return state.sayHello();       
    }
    public String sayGoodbye() {
        return state.sayGoodbye();        
    }
    
    public static void main(String[] args) {
		Man2 one = new Man2();
		one.state  =new FriendState();//isHappy = true
		System.out.println(one.sayHello());
		System.out.println(one.sayGoodbye());
	}
}

在不考虑状态转换时，单纯从代码上看，状态模式的State封装多个方法，而策略模式仅封装一个方法。此时，

状态模式与策略模式的关系，如同抽象工厂与工厂方法的关系。

虽然状态模式封装多个方法，与抽象工厂一样，不会出现[3.2.4方法类型化]的例程3-5那样的组合爆炸，因为多个方法在一个状态下是配套的，而非任意的组合。


yqj2065在设计模式学习难度系数排名中，状态模式给的难度系数高达5分（10分制）。如果仅仅是策略模式基础上的一变多，难度系数应该是1.难过


在Man的代码中是通过设置isHappy的值改变其状态，在Man2中是通过设置State的对象类型改变其状态。状态之间的变换由外界控制，或者说，多种状态是分割的、无关的。这种情况下，学习状态模式的难度系数最多是1。

但是，状态模式最有趣的地方正是其状态的变迁。将涉及一个比较高端的术语Finite State Machine 有限状态机。



2.状态的变迁

.....

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