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Java设计模式(19)----------状态模式

介绍

状态模式的思想是将状态以及状态间的转换规则(状态机)和状态对应的特性行为封装成为一个对象,使用该对象装配环境类(context),以达到进行状态切换的时候能够自动变更context的某些行为(context的行为主要依靠状态的行为)。

实现:状态模式中一般存在三种角色:抽象状态接口,具体状态类和环境类(context)。

  • 抽象状态接口:抽象接口中定义状态类的通用方法
  • 具体状态类:实现状态接口的方法,其中需要包含状态转换关系和对应的执行逻辑,并将新的状态更新到context上。
  • 环境类(context):依赖状态类,根据状态类表示的状态的切换,执行对应的逻辑。

应用场景:状态模式存在一些条件限制。

  • 状态类是有限的,因为需要枚举创建所有的状态类。
  • 状态的切换是单/双链表或者循环单/双链表形式的(如果是树形,就不方便确定下一个状态是什么了)。
  • 每种状态对应着不同的执行逻辑。

生活中存在很多这种单/双链状态的场景。比如说国务院的新政策,是一级一级向下进行传递的,到达不同级别的地方,代表一种状态,那么每种状态对应的执行逻辑也就不一样了(省人大和市人大)。比如说游戏中的等级称号,是单向(或者双向)变化的,每种级别的活动权限都不一样。比如说购物中订单的状态,也是单向变化的,订单状态的不同会导致给用户提示的信息是不同的。

案例
背景

以购物过程中订单的状态为例,讲一下状态模式。购物过程中,订单一般有这几种状态,待付款,待出库,待评价,完成。不同的状态下,用户看到的提示信息是不同的(行为不同)。

实现

图片描述
抽象状态接口

public interface OrderState
{
    void action(Context context);
    void doPrint();
}

具体状态类

public class PendingPaymentState implements OrderState
{
    @Override
    public void action(Context context)
    {
        context.setOrderState(new PendingDeliveryOrder());
    }

    @Override
    public void doPrint()
    {
        System.out.println("快掏钱呀!");
    }
}
public class PendingDeliveryOrder implements OrderState
{
    @Override
    public void action(Context context)
    {
        context.setOrderState(new PendingEvaluation());
    }

    @Override public void doPrint()
    {
        System.out.println("等着收货把!");
    }
}
public class PendingEvaluation implements OrderState
{
    @Override
    public void action(Context context)
    {
        context.setOrderState(new CompletedOrder());
    }

    @Override public void doPrint()
    {
        System.out.println("赶紧给评价!");
    }
}
public class CompletedOrder implements OrderState
{
    @Override
    public void action(Context context)
    {
        context.setOrderState(null);
    }

    @Override public void doPrint()
    {
        System.out.println("订单完成了!");
    }
}

环境类

public class Context
{
    private OrderState orderState;

    public Context(OrderState orderState)
    {

        this.orderState = orderState;
    }

    public void setOrderState(OrderState orderState)
    {
        this.orderState = orderState;
    }

    public void action()
    {
        this.orderState.action(this);
    }

    public void printInfo()
    {
        if (this.orderState != null)
        {
            this.orderState.doPrint();
        }
    }
}

验证程序

public class Demo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        OrderState orderState = new PendingPaymentState();
        Context context = new Context(orderState);
        context.printInfo();

        //用户付款
        context.action();
        context.printInfo();

        //用户签收
        context.action();
        context.printInfo();

        //用户评价
        context.action();
        context.printInfo();
    }
}

输出结果

快掏钱呀!
等着收货把!
赶紧给评价!
订单完成了!

Process finished with exit code 0

总结

状态模式的核心就是封装状态,状态切换规则和对应的执行逻辑到一个类中,从而使得环境类中能够通过优雅而统一的调用。

优点:封装了状态切换规则和执行逻辑到单独的类,环境类中可以进行统一而便捷的处理。

缺点:当状态较多的时候会产生较多的状态类。不能较好支持开闭原则,当新增状态类的时候,还需要修改与之相邻的状态类(相当于状态机插入)。

状态模式和策略模式的结构是比较相似的,但是两者却存在较大区别。策略模式是对算法或者策略建模,不涉及算法之间的切换。而状态模式是对状态进行建模,涉及状态之间的切换,其实就是状态机的模型,每种状态对应不同的处理逻辑。

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