設計模式之狀態模式

介紹

1. 其行爲由狀態決定，不一樣狀態下有不一樣的行爲。
2. 狀態模式下的行爲是平行的、不可替換的（策略模式的行爲是彼此獨立、能夠替換的）
3. 狀態模式下，不一樣的狀態對象（注意是狀態對象）擁有一個抽象的狀態基類

定義

當一個狀態的內在狀態發生變化容許改變其行爲，這個對象看起來像是改變了其類（多態）

使用場景

1. 一個對象的行爲取決於它的狀態，而且它必須在運行時根據狀態改變他的行爲
2. 代碼中包含大量和狀態相關的條件語句，且這些分之語句依賴於該對象的狀態
3. 狀態模式將每一個條件分之放入一個獨立的類中，使得咱們能夠根據對象自身的狀態狀況做爲一個對象，這個對象不依賴其餘對象而獨立存在，經過多態去除重複的，過多的if-else等分之語句

UML類圖

說明

1. Context：環境類，實現客戶端感興趣的方法，維護一個State實例對象，State對象定義了當前的狀態，經過State對象的多態特性，自動調用其狀態下該有的方法
2. State：抽象狀態基類或者狀態接口，定義一些方法或者接口，即是狀態下應有的行爲
3. ConcreteStateA、ConcreteStateB：具體狀態類，每一個具體狀態下實現抽象類Stat中定義的方法或者接口，實現不一樣狀態下的不一樣行爲

具體實現

咱們都知道電視在開機狀態下能夠實現調節頻道，調節音量等操做；在關機狀態下只能開機操做，而頻道和音量調節都不能實現。下面咱們就對這種應用場景實現其具體代碼：

• TvState /** * 電視操做基類 */ public interface TvState { //下一個頻道 void nextChannel(); //上一個頻道 void prevChannel(); //增長音量 void turnUp(); //減少音量 void turnDown(); } TvStat類中定義了操做電視的共有方法，不一樣狀態下應有其具體實現類

• PowerOffState /** * 關機狀態下的邏輯 */ public class PowerOffState implements TvState { @Override public void nextChannel() { System.out.println("PowerOffState->nextChannel"); }

  @Override
        public void prevChannel() {
            System.out.println("PowerOffState->prevChannel");
        }
    
        @Override
        public void turnUp() {
            System.out.println("PowerOffState->turnUp");
        }
    
        @Override
        public void turnDown() {
            System.out.println("PowerOffState->turnDown");
        }
    }
  複製代碼

關機狀態下的具體實現，此狀態下電視的頻道和音調節量都不能操做

• PowerOnState /** * 開機狀態下的操做邏輯實現類 */ public class PowerOnState implements TvState {

  @Override
        public void nextChannel() {
            System.out.println("PowerOnState->nextChannal");
        }
    
        @Override
        public void prevChannel() {
            System.out.println("PowerOnState->prevChannel");
        }
    
        @Override
        public void turnUp() {
            System.out.println("PowerOnState->turnUp");
        }
    
        @Override
        public void turnDown() {
            System.out.println("PowerOnState->turnUp");
        }
    }
  複製代碼

開機狀態下的具體實現，可以正常的對電視進行頻道和音量的調節操做

• PowerController /** * 電源控制接口 */ public interface PowerController {

  //開機
        void powerOn();
        //關機
        void powerOff();
    }
  複製代碼

電源控制類，TvState的具體實現類中的具體行爲就是因電源狀態發生改變而改變的。

• TVController /** * 電視控制類，實現電源接口 * 內部保留TvState對象，實現電視具體的邏輯操做 */ public class TvController implements PowerController { //保留TvState實例對象，調用其對應狀態下的對象方法 private TvState mTvState;

  private void setTvState(TvState state){
            mTvState = state;
        }
    
        @Override
        public void powerOn() {
            setTvState(new PowerOnState());
            System.out.println("TV->powerOn");
        }
    
        @Override
        public void powerOff() {
            setTvState(new PowerOffState());
            System.out.println("TV->powerOff");
        }
    
        /**
         *如下各類操做電視的邏輯分別是在對應電視開關機狀態下邏輯實現
         */
    
        public void nextChannel(){
            mTvState.nextChannel();
        }
    
        public void prevChannel(){
            mTvState.prevChannel();
        }
    
        public void turnUp(){
            mTvState.turnUp();
        }
    
        public void turnDown(){
            mTvState.turnDown();
        }
    }
  複製代碼

TVController對應於Context類，實現PowerController的方法（開機和關機），經過開關機咱們得知其具體的狀態，在這種狀態下，經過具體行爲的基類TvState實例對象，應用多態特性，其對象的具體行爲自動接受其狀態牽制，達到不一樣狀態下有不一樣的具體行爲

• 運行結果

  TV->powerOff
    PowerOffState->nextChannel
    PowerOffState->turnUp
    TV->powerOn
    PowerOnState->prevChannel
    PowerOnState->turnUp
  複製代碼

上面的實例中

1. 咱們抽象一個TvState接口，該接口中有操做電視的全部方法，其對應有兩個實現類PowerOffState和PowerOnState
2. 開機狀態下用戶能夠對電視進行頻道和音量的調節操做，關機狀態卻不能。這裏就側面反映了電視電源的狀態影響了其具體的行爲
3. 狀態模式就是將這些行爲封裝在一個對象狀態類中，在進行操做時將這些功能轉發到狀態對象，致使不一樣狀態下有不一樣的行爲

總結

優勢

1. 封裝了轉換規則，狀態類對象持有不一樣狀態下的相應行爲，達到不一樣狀態下擁有不一樣的行爲
2. 將全部與某個狀態有關的行爲放到一個類中，而且能夠方便地增長新的狀態，只須要改變對象狀態便可改變對象的行爲。
3. 將複雜的狀態判斷轉換成結構清晰的狀態類，保證好的擴展性和可維護性

缺點

1. 狀態類的使用必然會增長系統類和對象的個數
2. 應用場景的狀態模式功能劃分相對複雜，若是使用不當將致使程序結構和代碼的混亂

深度拓展

源碼分析之狀態機原型

參考文獻：Android源碼設計模式解析與實戰