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设计模式之旅20--状态模式

设计模式之旅20--状态模式

作者: 小楠总 | 来源:发表于2018-08-14 11:13 被阅读63次

    1. 定义

    当一个对象内在状态改变时允许其改变行为,这个对象看起来像改变了其类。状态模式的核心是封装,状态的变更引起了行为的变更,从外部看起来就好像这个对象对应的类发生了改变一样。

    状态模式

    2. 使用场景

    • 行为随状态改变而改变的场景。这也是状态模式的根本出发点,例如权限设计,人员的状态不同即使执行相同的行为结果也会不同,在这种情况下需要考虑使用状态模式。
    • 条件、分支判断语句的替代者。在程序中大量使用switch语句或者if判断语句会导致程序结构不清晰,逻辑混乱,使用状态模式可以很好地避免这一问题,它通过扩展子类实现了条件的判断处理。
    • Android中的硬件操作,例如WIFI、蓝牙等大多都使用了状态模式。
    • Android中的权限机制、登录功能设计等都使用了状态模式。

    3. 实现

    抽象状态角色:

    /**
     * 抽象状态角色:接口或抽象类,负责对象状态定义,并且封装环境角色以实现状态切换。
     */
    public abstract class State {
    
        //抽象环境中声明一个环境角色,提供各个状态类自行访问。
        protected Context mContext;
    
        public void setContext(Context context) {
            this.mContext = context;
        }
    
        //提供所有状态的抽象行为,由各个实现类实现。
        public abstract void handle1();
        public abstract void handle2();
    
        @Override
        public String toString() {
            return this.getClass().getSimpleName();
        }
    }
    

    具体状态角色:

    /**
     * 具体状态角色:每一个具体状态必须完成两个职责:
     * 1. 本状态的行为管理以及趋向状态处理,通俗地说,就是本状态下要做的事情。
     * 2. 以及本状态如何过渡到其他状态。
     */
    public class ConcreteState1 extends State{
    
        @Override
        public void handle1() {
            System.out.println("ConcreteState1下必须处理的逻辑");
        }
    
        @Override
        public void handle2() {
            //本状态不能处理,需要切换状态,并且委托给下一个状态去处理
            System.out.println("当前状态" + this + "不能处理,切换到"+Context.STATE2);
            this.mContext.setCurrentState(Context.STATE2);
            this.mContext.handle2();
        }
    }
    
    public class ConcreteState2 extends State{
    
        @Override
        public void handle1() {
            System.out.println("当前状态" + this + "不能处理,切换到"+Context.STATE1);
            this.mContext.setCurrentState(Context.STATE1);
            this.mContext.handle1();
        }
    
        @Override
        public void handle2() {
    
            System.out.println("ConcreteState2下必须处理的逻辑");
        }
    }
    

    环境角色:

    /**
     * 环境角色:定义客户端需要的接口,并且负责具体状态的切换。
     */
    public class Context {
    
        //定义所有状态
        public static final State STATE1 = new ConcreteState1();
        public static final State STATE2 = new ConcreteState2();
        //当前状态
        private State mCurrentState;
    
        public Context() {
            //初始化
            STATE1.setContext(this);
            STATE2.setContext(this);
            this.mCurrentState = STATE1;
        }
    
        public State getCurrentState() {
            return this.mCurrentState;
        }
    
        public void setCurrentState(State state) {
            this.mCurrentState = state;
        }
    
        //行为委托给State去处理
        public void handle1() {
            this.mCurrentState.handle1();
        }
    
        public void handle2() {
            this.mCurrentState.handle2();
        }
    }
    

    场景类:

    public class Client {
    
        public static void main(String[] args) {
            Context context = new Context();
            System.out.println("当前状态:" + context.getCurrentState());
            context.handle1();
            System.out.println("当前状态:" + context.getCurrentState());
            context.handle2();
            System.out.println("当前状态:" + context.getCurrentState());
        }
    }
    

    运行结果:

    当前状态:ConcreteState1
    ConcreteState1下必须处理的逻辑
    当前状态:ConcreteState1
    当前状态ConcreteState1不能处理,切换到ConcreteState2
    ConcreteState2下必须处理的逻辑
    当前状态:ConcreteState2
    

    4. 优点

    • 结构清晰。避免了过多的switch...case或者if...else语句的使用,避免了程序的复杂性,提高系统的可维护性。
    • 遵循设计原则。很好地体现了开闭原则和单一职责原则,每个状态都是一个子类,需要要增加状态就要增加子类,你要修改状态,你只修改一个子类就可以了。
    • 封装性非常好。这也是状态模式的基本要求,状态变换放置到类的内部来实现,外部的调用不用知道类内部如何实现状态和行为的变换。

    5. 缺点

    • 状态模式的缺点是状态过多的时候,状态子类会太多,也就是类膨胀。

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