Java 设计模式-状态模式

目录

一. 概述

二. 主要角色

三. 代码示例

四. 优缺点

优点：

缺点：

五. 常见应用场景

一. 概述

        状态模式是一种行为设计模式，它允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来好像修改了它的类。状态模式把所有的与一个特定的状态相关的行为放到一个类中，并且将请求委托给当前状态对象来执行。

        在状态模式中，我们创建表示各种状态的对象和一个行为随状态对象改变而改变的Context对象。

二. 主要角色

状态模式主要包含三个角色

1. Context（上下文）：维护一个指向当前状态对象的引用，这个引用指向的状态对象定义了在特定时间对象将如何响应请求。

2. State（状态接口）：定义一个接口，以封装与Context的某个状态相关的行为。

3. Concrete State（具体状态）：实现State接口，并且包含与特定状态相关的行为。

三. 代码示例

以啊坤身体状态为例（健康和骨折的阿坤）：

1. 健康的阿坤：会唱、跳、rap。

2. 骨折的阿坤：唱、rap。

代码示例：

1. 定义状态接口

   package com.demo.status;
   
   /**
    * 文件名：State
    * 创建者：
    * 创建时间：2024-09-08
    * 描述：定义状态接口
    */
   public interface State {
       //定义行为方法
       void action();
   }
   

2. 定义状态接口的实现类1（健康的阿坤）

   package com.demo.status;
   
   /**
    * 文件名：HealthState
    * 创建者：
    * 创建时间：2024-09-08
    * 描述：状态接口实现类
    * 健康状态下的行为：唱、跳、rap
    */
   public class HealthState implements State{
       @Override
       public void action() {
           System.out.println("实习一坤年的健康练习生会：唱、跳、rap");
   
       }
   }
   

3. 定义状态接口的实现类2（骨折的阿坤）

   package com.demo.status;
   
   /**
    * 文件名：FractureState
    * 创建者：
    * 创建时间：2024-09-08
    * 描述：状态接口实现类
    * 骨折状态下的行为: 只能唱、rap
    */
   public class FractureState implements State{
       @Override
       public void action() {
           System.out.println("实习一坤年的骨折练习生只会：唱和rap");
       }
   }
   

4. 定义环境类（也就是上下文类）

   package com.demo.status;
   
   /**
    * 文件名：Context
    * 创建者：
    * 创建时间：2024-09-08
    * 描述：环境类
    */
   public class Context {
       //持有状态接口的引用
       private State state;
   
       public Context(State state) {
           this.state = state;
       }
       public void setState(State state) {
           this.state = state;
       }
   
       public void request() {
           state.action(); // 委托给当前状态处理请求
       }
   }
   

5. 测试类

   package com.demo.status;
   
   /**
    * 文件名：Main
    * 创建者：
    * 创建时间：2024-09-08
    * 描述：测试类
    */
   public class Main {
       public static void main(String[] args) {
   
           //创建实现类对象（健康的啊坤）
           HealthState healthState = new HealthState();
   
           //创建实现类对象（骨折的啊坤）
           FractureState fractureState = new FractureState();
   
           //通过给环境传入不同的对象，执行不同的方法(传入一个健康的阿坤)
           Context healthContext = new Context(healthState);
           healthContext.request();
   
           //通过给环境传入不同的对象，执行不同的方法(传入一个骨折的阿坤)
           Context fractureContext = new Context(fractureState);
           fractureContext.request();
   
       }
   }
   

6. 测试结果
   

四. 优缺点

• 优点：

封装性好：将状态转换逻辑封装在状态类中，减少了Context类的复杂性。
扩展性好：可以方便地添加新的状态类，满足开闭原则。
状态转换清晰：状态转换逻辑明确，易于理解和维护。

避免庞大的条件分支语句：避免了在上下文类中使用大量的条件分支语句来根据状态改变行为。

• 缺点：

增加系统复杂性：随着状态的增多，类的数量也会增多，可能导致系统变得复杂。
可能增加系统开销：每个状态都是一个对象，可能会增加内存开销。

五. 常见应用场景

状态模式常用于处理对象多种状态转换的情况如：

1. 订单状态管理：待支付、已支付、已发货、已完成等状态转换。
2. 工作流引擎：任务的不同执行阶段（如待处理、处理中、已完成）。
3. 网络连接状态：连接中、已连接、断开连接等。
4. UI组件的交互状态：如按钮的可用/禁用状态。