Java 状态模式

一、定义

对有状态的对象，把复杂的“判断逻辑”提取到不同的状态对象中，允许状态对象在其内部状态发生改变时改变其行为。

主要角色：

环境类角色：也称为上下文，它定义了客户端需要的接口，内部维护一个当前状态，并负责具体状态的切换。

抽象状态角色：定义一个接口，用以封装环境对象中的特定状态所对应的行为，可以有一个或多个行为。

具体状态角色：实现抽象状态所对应的行为，并且在需要的情况下进行状态切换。

二、代码实现

举例：在考试中分数分为三种状态，不及格，中等，优秀，三种状态。

分数<60 -> 不及格

60<分数<80 -> 中等

80<分数<100 -> 优秀

接下来通过状态模式 分别来实现这三种状态

抽象状态角色：

public abstract class State {
    protected Context context;//环境
    protected String stateName;//状态名

    public abstract void checkState(int score);

}

具体状态角色：不及格

public class LowState extends State{

    public LowState(Context context) {
        this.context = context;
        stateName = "不及格";
    }

    public LowState(State state) {
        this.context = state.context;
        stateName = "不及格";
    }


    @Override
    public void checkState(int score) {
        if (score>=90){
            context.setState(new HightState(this));
        }else if (score>=60){
            context.setState(new MiddleState(this));
        }
    }

具体状态角色：中等

public class MiddleState extends State{

    public MiddleState(State state) {
        this.context = state.context;
        stateName = "中等";
    }

    @Override
    public void checkState(int score) {
        if (score < 60) {
            context.setState(new LowState(this));
        } else if (score >= 90) {
            context.setState(new HightState(this));
        }
    }
}

具体状态角色：优秀

public class HightState extends State{

    public HightState(State state) {
        this.context = state.context;
        stateName = "优秀";
    }


    @Override
    public void checkState(int score) {
        if (score < 60) {
            context.setState(new LowState(this));
        } else if (score < 90) {
            context.setState(new MiddleState(this));
        }
    }
}

环境角色：

public class Context {
    private State state;

    Context() {
        state = new LowState(this);
    }

    public State getState() {
        return state;
    }

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

    public void setScore(int score){
        state.checkState(score);
    }
}

使用：

    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context();
        context.setScore(59);

        System.out.println("当前状态："+context.getState().stateName);
    }

输出：

当前状态：不及格

三、总结

优点：

1. 结构清晰，状态模式将与特定状态相关的行为局部化到一个状态中，并且将不同状态的行为分割开来，满足“单一职责原则”。
2. 将状态转换显示化，减少对象间的相互依赖。将不同的状态引入独立的对象中会使得状态转换变得更加明确，且减少对象间的相互依赖。
3. 状态类职责明确，有利于程序的扩展。通过定义新的子类很容易地增加新的状态和转换。

缺点:

1. 会增加系统类和对象的个数。
2. 结构与实现较为复杂，如果使用不当会导致结构或代码混乱。
3. 状态模式对开闭原则的支持并不太好，对于可以切换状态的状态模式，增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源码，否则无法切换到新增状态，而且修改某个状态类的行为也需要修改对应类的源码。

使用场景：

1. 当一个对象的行为取决于它的状态，并且它必须在运行时根据状态改变它的行为时，就可以考虑使用状态模式。
2. 一个操作中含有庞大的分支结构，并且这些分支决定于对象的状态时。