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设计模式（二十）状态模式

设计模式（二十）状态模式

作者: 我犟不过你 | 来源:发表于2021-01-25 16:09 被阅读0次

1、概述

状态模式是一种行为设计模式， 让你能在一个对象的内部状态变化时改变其行为， 使其看上去就像改变了自身所属的类一样。

2、使用场景

1）如果对象需要根据自身当前状态进行不同行为， 同时状态的数量非常多且与状态相关的代码会频繁变更的话， 可使用状态模式。
2）如果某个类需要根据成员变量的当前值改变自身行为， 从而需要使用大量的条件语句时， 可使用该模式。
3）当相似状态和基于条件的状态机转换中存在许多重复代码时， 可使用状态模式。

3、实例

有如下场景：

策划一场活动，活动有以下状态：
编辑，保存，提交，审核通过、审核拒绝、关闭、开启

其状态变化如下图所示：

状态.png

创建状态的顶层抽象：

/**
 * 抽象状态类
 * @date: 2021/1/25
 * @author weirx
 * @version 3.0
 */
abstract class State {

    public Activity activity;

    public State(Activity activity) {
        this.activity = activity;
    }

    /**
     * 编辑
     */
    public abstract State edit();

    /**
     * 保存
     */
    public abstract State save();

    /**
     * 提交
     */
    public abstract State submit();

    /**
     * 审核通过
     */
    public abstract State pass();

    /**
     * 审核拒绝
     */
    public abstract State reject();

    /**
     * 开启
     */
    public abstract State start();

    /**
     * 关闭
     */
    public abstract State close();

}

创建活动：

/**
 * 活动
 * @date: 2021/1/25
 * @author weirx
 * @version 3.0
 */
public class Activity {

    /**
     * 活动id
     */
    private String id;

    /**
     * 活动名称
     */
    private String name;

    /**
     * 更新状态
     */
    public State changeState(State state){
        return state;
    }

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Activity(String id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }
}

创建几种状态的具体类：

package com.cloud.bssp.designpatterns.state;

/**
 * 编辑状态
 * @date: 2021/1/25
 * @author weirx
 * @version 3.0
 */
public class EditState extends State {

    public EditState(Activity activity) {
        super(activity);
    }

    @Override
    public State edit() {
        System.out.println("活动正在编辑");
        return this;
    }

    @Override
    public State save() {
        System.out.println("活动已保存");
        return activity.changeState(new SaveState(activity));
    }

    @Override
    public State submit() {
        System.out.println("活动已提交");
        return activity.changeState(new SubmitState(activity));
    }

    @Override
    public State pass() {
        System.out.println("编辑中无法审核");
        return this;
    }

    @Override
    public State reject() {
        System.out.println("编辑中无法审核");
        return this;
    }

    @Override
    public State start() {
        System.out.println("编辑中无法开启");
        return this;
    }

    @Override
    public State close() {
        System.out.println("编辑中无法关闭");
        return this;
    }
}


package com.cloud.bssp.designpatterns.state;

/**
 * 保存状态
 * @date: 2021/1/25
 * @author weirx
 * @version 3.0
 */
public class SaveState extends State{

    public SaveState(Activity activity) {
        super(activity);
    }

    @Override
    public State edit() {
        System.out.println("活动正在编辑中");
        return activity.changeState(new EditState(activity));
    }

    @Override
    public State save() {
        System.out.println("活动已保存");
        return this;
    }

    @Override
    public State submit() {
        System.out.println("活动已提交");
        return activity.changeState(new SubmitState(activity));
    }

    @Override
    public State pass() {
        System.out.println("保存状态无法审核");
        return this;
    }

    @Override
    public State reject() {
        System.out.println("保存状态无法审核");
        return this;
    }

    @Override
    public State start() {
        System.out.println("保存状态无法开启");
        return this;
    }

    @Override
    public State close() {
        System.out.println("保存状态无法关闭");
        return this;
    }
}


package com.cloud.bssp.designpatterns.state;

/**
 * 提交状态
 * @date: 2021/1/25
 * @author weirx
 * @version 3.0
 */
public class SubmitState extends State{

    public SubmitState(Activity activity) {
        super(activity);
    }

    @Override
    public State edit() {
        System.out.println("活动已提交，无法编辑");
        return this;
    }

    @Override
    public State save() {
        System.out.println("活动已提交，无法保存");
        return this;
    }

    @Override
    public State submit() {
        System.out.println("活动已提交，无法再次提交");
        return this;
    }

    @Override
    public State pass() {
        System.out.println("活动已经审核通过");
        return activity.changeState(new PassState(activity));
    }

    @Override
    public State reject() {
        System.out.println("活动已经审核拒绝");
        return activity.changeState(new RejectState(activity));
    }

    @Override
    public State start() {
        System.out.println("未审核无法开启");
        return this;
    }

    @Override
    public State close() {
        System.out.println("未审核无法关闭");
        return this;
    }
}


package com.cloud.bssp.designpatterns.state;

/**
 * 通过状态
 * @date: 2021/1/25
 * @author weirx
 * @version 3.0
 */
public class PassState extends State{

    public PassState(Activity activity) {
        super(activity);
    }

    @Override
    public State edit() {
        System.out.println("审核通过无法编辑");
        return this;
    }

    @Override
    public State save() {
        System.out.println("审核通过无法保存");
        return this;
    }

    @Override
    public State submit() {
        System.out.println("审核通过无法提交");
        return this;
    }

    @Override
    public State pass() {
        System.out.println("审核通过无法再次审核");
        return this;
    }

    @Override
    public State reject() {
        System.out.println("审核通过无法再次审核");
        return this;
    }

    @Override
    public State start() {
        System.out.println("活动已经开启");
        return activity.changeState(new StartState(activity));
    }

    @Override
    public State close() {
        System.out.println("审核通过无法关闭");
        return this;
    }
}


package com.cloud.bssp.designpatterns.state;

/**
 * 拒绝状态
 * @date: 2021/1/25
 * @author weirx
 * @version 3.0
 */
public class RejectState extends State{

    public RejectState(Activity activity) {
        super(activity);
    }

    @Override
    public State edit() {
        System.out.println("审核拒绝无法编辑");
        return this;
    }

    @Override
    public State save() {
        System.out.println("审核拒绝无法保存");
        return this;
    }

    @Override
    public State submit() {
        System.out.println("审核拒绝无法提交");
        return this;
    }

    @Override
    public State pass() {
        System.out.println("审核拒绝无法再次审核");
        return this;
    }

    @Override
    public State reject() {
        System.out.println("审核拒绝无法再次审核");
        return this;
    }

    @Override
    public State start() {
        System.out.println("审核拒绝无法开启");
        return this;
    }

    @Override
    public State close() {
        System.out.println("活动已经关闭");
        return activity.changeState(new StartState(activity));
    }
}


package com.cloud.bssp.designpatterns.state;

/**
 * 开启状态
 * @date: 2021/1/25
 * @author weirx
 * @version 3.0
 */
public class StartState extends State{

    public StartState(Activity activity) {
        super(activity);
    }

    @Override
    public State edit() {
        System.out.println("已开启无法编辑");
        return this;
    }

    @Override
    public State save() {
        System.out.println("已开启无法保存");
        return this;
    }

    @Override
    public State submit() {
        System.out.println("已开启无法提交");
        return this;
    }

    @Override
    public State pass() {
        System.out.println("已开启无法审核");
        return this;
    }

    @Override
    public State reject() {
        System.out.println("已开启无法审核");
        return this;
    }

    @Override
    public State start() {
        System.out.println("已开启无法再次开启");
        return this;
    }

    @Override
    public State close() {
        System.out.println("活动已经关闭");
        return activity.changeState(new CloseState(activity));
    }
}


package com.cloud.bssp.designpatterns.state;

/**
 * 关闭状态
 * @date: 2021/1/25
 * @author weirx
 * @version 3.0
 */
public class CloseState extends State{

    public CloseState(Activity activity) {
        super(activity);
    }

    @Override
    public State edit() {
        System.out.println("活动正在编辑中");
        return activity.changeState(new EditState(activity));
    }

    @Override
    public State save() {
        System.out.println("关闭状态无法保存");
        return this;
    }

    @Override
    public State submit() {
        System.out.println("关闭状态无法提交");
        return this;
    }

    @Override
    public State pass() {
        System.out.println("关闭状态无法再次审核");
        return this;
    }

    @Override
    public State reject() {
        System.out.println("关闭状态无法再次审核");
        return this;
    }

    @Override
    public State start() {
        System.out.println("关闭状态无法开启");
        return this;
    }

    @Override
    public State close() {
        System.out.println("关闭状态无法再次关闭");
        return this;
    }

}

测试类：

package com.cloud.bssp.designpatterns.state;

/**
 * 测试
 * @date: 2021/1/25
 * @author weirx
 * @version 3.0
 */
public class TestDemo {

    public static void main(String[] args) {
        //初始化活动
        Activity activity = new Activity("1", "活动1");
        //初始化编辑状态
        State state = new EditState(activity);
        //保存
        state = state.save();
        //提交
        state = state.submit();
        //审核通过
        state = state.pass();
        //开启
        state = state.start();
        //开启状态下编辑
        state.edit();
        //开启状态下提交
        state.submit();
    }
}

结果：

活动已保存
活动已提交
活动已经审核通过
活动已经开启
已开启无法编辑
已开启无法提交

4、分析

State.png

如上图所示，看到各个关系之间错综复杂，在每种状态里面不同的操作，会返回不同的状态结果，且对于其他状态没有影响。在Activity这个类里面，提供了一个公共的状态改变方法，只需声明局部变量State。

以上方式利于扩展，每个状态各司其职，充分解耦。

缩减上面的状态，以编辑状态为例，总结状态模式的几个主要组成如下图：

State.png

TestDemo：客户端。
State：顶层抽象。
Activity：状态上下文。
EditState：具体当前状态。

5、总结

优点：
1）单一职责原则。 将与特定状态相关的代码放在单独的类中。
2）开闭原则。 无需修改已有状态类和上下文就能引入新状态。
3）通过消除臃肿的状态机条件语句简化上下文代码。
缺点：
如果状态机只有很少的几个状态， 或者很少发生改变， 那么应用该模式可能会显得小题大作。

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