（8）状态模式
2017-08-20 本文已影响13人
minminaya
定义
当一个对象的内在状态改变是允许改变其行为，这个对象看起来像是改变了其类。关键点在于不同的状态对于同一行为有不同的表现（类似多态：同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。）
跟策略模式特别像，区别在于策略模式里面的不同策略目的，本质完全不一样，可以彼此独立，可以相互替换（类似数学概率里的互斥事件）。而状态模式不一样，它的行为是平行的，不可替换的（类似对立事件）
使用场景
-
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
-
代码中包含大量与对象“状态”（例如冰箱开机与关机）相关的条件语句if-else
-
比如Android中的Wifi功能
UML图
状态模式.png
- Context：环境类，定义客户感兴趣的接口，维护一个State子类的实例，这个实例定义了对象的当前状态
- State： 抽象状态类或者状态接口，定义一个或者一组接口，表示该状态下的行为
- ConcreteStateA,ConcreteStateB： 具体状态类，每一个具体的状态类实现抽象State中定义的接口，从而达到不同状态下的不同行为
实例
优点
- 将所有与一个特定的状态相关的行为都放入一个状态对象中，它提供了一个状态方法来组织与特定状态相关的代码，将繁琐的状态判断装换成结构清晰的状态类族，在避免膨胀的同时也保证了可扩展性和可维护性
缺点
- 状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数
例子
用电视机作为例子，电视机升高音量降低音量的功能，而已打开电源的电视机和已关闭的电视机是电磁炉的2种状态（不是开的就是关的）
- 假如未用状态模式前，应该是用的if-else语句判断状态然后执行方法，具体如下
/** 普通情况，if-else判断的
* Created by Niwa on 2017/8/20.
*/
public class TvControllerNomal {
/**
* 关机状态标志
*/
private final static int POWER_OFF = 2;
/**
* 开机状态标志
*/
private final static int POWER_ON = 1;
/**
* 默认状态
*/
private int mState = POWER_OFF;
public void powerOn() {
if (mState == POWER_OFF) {
mState = POWER_ON;
System.out.println("开机啦");
}
}
public void powerOff() {
if (mState == POWER_ON) {
mState = POWER_OFF;
System.out.println("关机啦");
}
}
public void nextChannel() {
if (mState == POWER_ON) {
System.out.println("下一频道");
}
}
public void preChannel() {
if (mState == POWER_ON) {
System.out.println("上一频道");
}
}
public void turnUp() {
if (mState == POWER_ON) {
System.out.println("调高音量");
}
}
public static void main(String[] args){
TvControllerNomal mTvControllerNomal = new TvControllerNomal();
mTvControllerNomal.powerOn();
mTvControllerNomal.nextChannel();
mTvControllerNomal.powerOff();
mTvControllerNomal.nextChannel();
}
}
执行main方法后，输出信息如下
开机啦
下一频道
关机啦
以下逐渐改造该类为状态模式
- 定义电视机状态接口
/**
* 电视功能接口，定义了电视操作的函数
* Created by Niwa on 2017/8/20.
*/
public interface TvState {
void nextChannel();
void prevChannel();
void turnUp();
void turnDown();
}
定义电视机的几个功能
- 分别书写电视机的两种状态，开机状态下的功能和关机状态下的功能，开机情况下能操作所有功能，关机情况下，功能无响应
/** 关机状态
* Created by Niwa on 2017/8/20.
*/
public class PowerOffState implements TvState{
@Override
public void nextChannel() {
}
@Override
public void prevChannel() {
}
@Override
public void turnUp() {
}
@Override
public void turnDown() {
}
}
/** 关机状态
* Created by Niwa on 2017/8/20.
*/
public class PowerOnState implements TvState{
@Override
public void nextChannel() {
System.out.println("下一频道");
}
@Override
public void prevChannel() {
System.out.println("上一频道");
}
@Override
public void turnUp() {
System.out.println("音量加");
}
@Override
public void turnDown() {
System.out.println("音量剪");
}
}
- 定义电视的状态接口
/** 电视状态接口
* Created by Niwa on 2017/8/20.
*/
public interface PowerController {
void powerOn();
void powerOff();
}
- 书写状态的控制器，实现电视机的状态的接口
/** 电视遥控器，类似于经典状态模式中的Context
* Created by Niwa on 2017/8/20.
*/
public class TvController implements PowerController {
TvState mTvState;
public void setmTvState(TvState mTvState) {
this.mTvState = mTvState;
}
@Override
public void powerOn() {
setmTvState(new PowerOnState());
System.out.println("开机啦");
}
@Override
public void powerOff() {
setmTvState(new PowerOffState());
System.out.println("关机啦");
}
public void nextChannel() {
mTvState.nextChannel();
}
public void prevChannel() {
mTvState.prevChannel();
}
public void turnUp() {
mTvState.turnUp();
}
public void turnDown() {
mTvState.turnDown();
}
}
- 最后在main函数中测试
public static void main(String[] args) {
TvController tvController = new TvController();
tvController.powerOn();
tvController.nextChannel();
tvController.turnUp();
tvController.powerOff();
//调高音量，此时不会生效
tvController.turnUp();
}
打印结果:
开机啦
下一频道
音量加
关机啦
UML图
电视机状态模式
定义一个电视机的功能的接口，然后分别对应电视机的开关两个状态实现其功能，然后用TvController（相当于电视机遥控器了）来注入两种状态的类，在TvController具体执行所需要的功能，跟状态模式UML差不多，但意图却完全不一样，策略模式是让用户指定更换的策略算法，而状态模式是状态在满足一定条件下的自动更换，用户无法指定状态，最多只能设置初始状态。
源代码：DesignPattern
参考：
《Android源码设计模式解析与实战读书》
各大佬博客
end
