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Java设计模式之状态模式

2024-09-18 00:07:37   224人阅读

本文继续介绍23种设计模式系列之策略模式。
 
何时使用
State模式在实际使用中比较多，适合“状态”的切换。因为我们经常会使用If else if else 进行状态切换，如果针对状态的这样判断切换反复出现，我们就要联想到是否可以采取State模式了。
这里要阐述的是"开关切换状态" 和" 一般的状态判断"是有一些区别的，" 一般的状态判断"也是有 if..elseif结构,例如:
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  1. if (which==1) state="hello";  
  2. else if (which==2) state="hi";  
  3. else if (which==3) state="bye";  
这是一个 " 一般的状态判断”，state值的不同是根据which变量来决定的，which和state没有关系.如果改成:
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  1. if (state.euqals("bye")) state="hello";  
  2. else if (state.euqals("hello")) state="hi";  
  3. else if (state.euqals("hi")) state="bye";  
这就是 "开关切换状态”，是将state的状态从"hello"切换到”hi"，再切换到"”bye"，在切换到”hello"，好象一个旋转开关，这种状态改变就可以使用State模式了。
如果单纯有上面一种将"hello"-->"hi"-->"bye"-->"hello"这一个方向切换,也不一定需要使用State模式，因为State模式会建立很多子类，复杂化，但是如果又发生另外一个行为：将上面的切换方向反过来切换，或者需要任意切换，就需要State了。
 
下面是一个一般写法的状态切换
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  1. public class Context{  
  2. 　　private Color state=null;  
  3. 　　public void push(){  
  4. 　　　　//如果当前red状态，切换到blue  
  5. 　　　　if (state==Color.red) state=Color.blue;  
  6. 　　　　//如果当前blue状态，切换到green  
  7. 　　　　else if (state==Color.blue) state=Color.green;  
  8. 　　　　//如果当前black状态，切换到red  
  9. 　　　　else if (state==Color.black) state=Color.red;  
  10. 　　　　//如果当前green状态，切换到black  
  11. 　　　　else if (state==Color.green) state=Color.black;  
  12. 　　　　Sample sample=new Sample(state);  
  13. 　　　　sample.operate();  
  14. 　　}  
  15.   
  16. 　　public void pull(){  
  17. 　　　　//与push状态切换正好相反  
  18. 　　　　if (state==Color.green) state=Color.blue;  
  19. 　　　　else if (state==Color.black) state=Color.green;  
  20. 　　　　else if (state==Color.blue) state=Color.red;  
  21. 　　　　else if (state==Color.red) state=Color.black;  
  22. 　　　　Sample2 sample2=new Sample2(state);  
  23. 　　　　sample2.operate();  
  24. 　　}  
  25. }  
使用策略模式重写上面例子
State需要两种类型实体参与:
1.state manager 状态管理器 ,就是开关 ,如上面例子的Context实际就是一个state manager, 在state manager中有对状态的切换动作.
2.用抽象类或接口实现的父类,,不同状态就是继承这个父类的不同子类.
 
首先建立一个父类
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  1. public abstract class State{  
  2. 　　public abstract void handlepush(Context c);  
  3. 　　public abstract void handlepull(Context c);  
  4. 　　public abstract void getcolor();  
  5. }  
父类中的方法要对应state manager中的开关行为,在state manager中本例就是Context中,有两个开关动作push推和pull拉.
那么在状态父类中就要有具体处理这两个动作:handlepush() handlepull(); 同时还需要一个获取push或pull结果的方法getcolor()
 
下面是具体子类的实现
状态切换顺序
push：blue-->green-->black-->red-->blue
pull：blue-->red-->black-->green-->blue
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  1. public class BlueState extends State{  
  2.   
  3. 　　public void handlepush(Context c){  
  4.         System.out.println(“变成绿色");  
  5. 　　　　 c.setState(new GreenState());  
  6. 　　}  
  7.   
  8. 　　public void handlepull(Context c){  
  9.        System.out.println(“变成红色");  
  10. 　　　　c.setState(new RedState());  
  11. 　　}  
  12.   
  13. 　　public abstract void getcolor(){  
  14.        return (Color.blue);  
  15.    }  
  16. }  
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  1. public class GreenState extends State{  
  2.   
  3. 　　public void handlepush(Context c){  
  4.         System.out.println(“变成黑色");  
  5. 　　　　 c.setState(new BlackState());  
  6. 　　}  
  7.   
  8. 　　public void handlepull(Context c){  
  9.         System.out.println(“变成蓝色");  
  10. 　　　 　c.setState(new BlueState());  
  11. 　　}  
  12.   
  13. 　　public abstract void getcolor(){  
  14.         return (Color.green);  
  15.     }  
  16. }  
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  1. public class BlackState extends State{  
  2.   
  3. 　　public void handlepush(Context c){  
  4.         System.out.println(“变成红色");  
  5. 　　　　 c.setState(new RedState());  
  6. 　　}  
  7.   
  8. 　　public void handlepull(Context c){  
  9.        System.out.println(“变成红色");  
  10. 　　　　c.setState(new RedState());  
  11. 　　}  
  12.   
  13. 　　public abstract void getcolor(){  
  14.         return (Color.black);  
  15.    }  
  16. }  
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  1. public class RedState extends State{  
  2.   
  3. 　　public void handlepush(Context c){  
  4.        System.out.println(“变成蓝色");  
  5. 　　　　 c.setState(new BlueState());  
  6. 　　}  
  7.   
  8. 　　public void handlepull(Context c){  
  9.        System.out.println(“变成黑色");  
  10. 　　　　c.setState(new BlackState());  
  11. 　　}  
  12.   
  13. 　　public abstract void getcolor(){  
  14.        return (Color.red);  
  15.     }  
  16. }  
 
重新改写State manager 也就是本例的Context
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  1. public class Context{  
  2.   
  3. 　　private Sate state=null; //我们将原来的 Color state 改成了新建的State state;  
  4.   
  5. 　　//setState是用来改变state的状态 使用setState实现状态的切换  
  6. 　　pulic void setState(State state){  
  7. 　　　　this.state=state;  
  8. 　　}  
  9.   
  10. 　　public void push(){  
  11. 　　　　//状态的切换的细节部分,在本例中是颜色的变化,已经封装在子类的handlepush中实现,这里无需关心  
  12. 　　　　state.handlepush(this);  
  13. 　　　　//假设sample要使用state中的一个切换结果,使用getColor()  
  14. 　　　　Sample sample=new Sample(state.getColor());  
  15. 　　　　sample.operate();  
  16. 　　}  
  17.   
  18. 　　public void pull(){  
  19. 　　　　state.handlepull(this);  
  20.        //假设sample要使用state中的一个切换结果,使用getColor()  
  21. 　　　　Sample2 sample2=new Sample2(state.getColor());  
  22. 　　　　sample2.operate();  
  23. 　　}  
  24. }  
状态模式在工作流或游戏等各种系统中有大量使用，甚至是这些系统的核心功能设计，例如ERP系统中，一个批文的状态有多种：未办；正在办理；正在批示；正在审核；已经完成等各种状态，使用状态机可以封装这个状态的变化规则，从而达到扩充状态时，不必涉及到状态的使用者。
 
总结
使用状态模式前，客户端外界需要介入改变状态，而状态改变的实现是琐碎或复杂的。
使用状态模式后，客户端外界可以直接使用事件Event实现，根本不必关心该事件导致如何状态变化，这些是由状态机等内部实现。
这是一种Event-condition-State，状态模式封装了condition-State部分。
每个状态形成一个子类，每个状态只关心它的下一个可能状态，从而无形中形成了状态转换的规则。如果新的状态加入，只涉及它的前一个状态修改和定义。
 
状态模式的主要优点在于封装了转换规则，并枚举可能的状态，它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，只需要改变对象状态即可改变对象的行为，还可以让多个环境对象共享一个状态对象，从而减少系统中对象的个数；其缺点在于使用状态模式会增加系统类和对象的个数，且状态模式的结构与实现都较为复杂，如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱，对于可以切换状态的状态模式不满足“开闭原则”的要求。
 
 
 
更多设计模式：23种设计模式系列
 

作者：jason0539

博客：http://blog.csdn.net/jason0539（转载请说明出处）

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