面向对象编程中，类用来表示对象，一般情况下，我们需要考虑用类来表示什么具体的东西。类对应的东西可能存在于真实世界中，也可能不存在于真实世界中。
状态模式所表示的类，一般就不存在真实世界的某个东西，因为状态模式中的类是用来表示状态的。状态一般都是抽象的，所以往往没有具体对应于真实世界的对象。
我们用类来表示状态，那么不同的状态就用不同的类来表示，我们只要通过切换不同的类就可以切换不同的状态。
状态模式的具体实例
我们考虑设计一个金库警报系统，这个系统会根据白天晚上做出不同的响应。
有一个金库
金库与警报中心相连
金库里有警铃和电话
金库里有时钟
金库只能在白天使用
白天使用金库，会在警报中心留下记录
晚上使用金库，会向警报中心发送紧急事态通知
警铃白天晚上都能用
使用警铃，会向警报中心发送紧急事态通知
电话都可以使用
白天使用电话，会呼叫警报中心
晚上使用电话，会呼叫警报中心的留言电话
基本就是以上的需求逻辑。
如果我们不使用状态模式
那就是大概伪码如下：
使用金库调用的方法（） ｛
if(白天) {
} else if(晚上) {
}
｝
正常通话时（） ｛
if（白天） ｛｝
else if(晚上) ｛
｝
｝
显然这样可以实现，也并没有什么错误。
但是状态模式确实从不同的角度来考虑问题。
状态模式会发现，这些不同的行为，主要依赖于两个状态，就是白天和晚上。所以状态模式会抽象出这两种状态，每个状态就会有自己的行为实现，比如白天这个状态会实现自己的使用金库的方法，通话的方法，晚上的类也会实现自己的行为逻辑，最后我们只要取得状态对象的委托调用他们的方法就行了，不管他们具体是怎么实现的。
我们看一下使用状态模式的伪码：
白天的状态类 {
使用金库的方法
使用警铃的方法
通话的方法
}
晚上的状态类 {
使用金库的方法
使用警铃的方法
通话的方法
}
我们看到普通方法和状态模式的区别就是状态模式中，定义了状态类，就不需要if语句来判断了。所以当我们遇到很多个ifelse语句的时候，往往可以考虑状态模式，阿里最新的java开发手册里面就有一条相关的推荐
image.png
下面我们就来具体实现代码
定义状态类的接口：
package State;
public interface State {
public abstract void doClock(Context context, int hour); // 设置时间
public abstract void doUse(Context context); // 使用金库
public abstract void doAlarm(Context context); // 按下警铃
public abstract void doPhone(Context context); // 正常通话
}
实现两个具体的白天和晚上的状态类
package State;
public class DayState implements State {
private static DayState singleton = new DayState();
private DayState() { // 构造函数的可见性是private
}
public static State getInstance() { // 获取唯一实例
return singleton;
}
public void doClock(Context context, int hour) { // 设置时间
if (hour < 9 || 17 <= hour) {
context.changeState(NightState.getInstance());
}
}
public void doUse(Context context) { // 使用金库
context.recordLog("使用金库(白天)");
}
public void doAlarm(Context context) { // 按下警铃
context.callSecurityCenter("按下警铃(白天)");
}
public void doPhone(Context context) { // 正常通话
context.callSecurityCenter("正常通话(白天)");
}
public String toString() { // 显示表示类的文字
return "[白天]";
}
}
package State;
public class NightState implements State {
private static NightState singleton = new NightState();
private NightState() { // 构造函数的可见性是private
}
public static State getInstance() { // 获取唯一实例
return singleton;
}
public void doClock(Context context, int hour) { // 设置时间
if (9 <= hour && hour < 17) {
context.changeState(DayState.getInstance());
}
}
public void doUse(Context context) { // 使用金库
context.callSecurityCenter("紧急：晚上使用金库！");
}
public void doAlarm(Context context) { // 按下警铃
context.callSecurityCenter("按下警铃(晚上)");
}
public void doPhone(Context context) { // 正常通话
context.recordLog("晚上的通话录音");
}
public String toString() { // 显示表示类的文字
return "[晚上]";
}
}
Context类是负责管理状态和联系警报中心的接口，它定义了基本的警报中心的行为，
package State;
public interface Context {
public abstract void setClock(int hour); // 设置时间
public abstract void changeState(State state); // 改变状态
public abstract void callSecurityCenter(String msg); // 联系警报中心
public abstract void recordLog(String msg); // 在警报中心留下记录
}
safeframe类实现了context接口
package State;
import java.awt.Frame;
import java.awt.Label;
import java.awt.Color;
import java.awt.Button;
import java.awt.TextField;
import java.awt.TextArea;
import java.awt.Panel;
import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.event.ActionEvent;
public class SafeFrame extends Frame implements ActionListener, Context {
private TextField textClock = new TextField(60); // 显示当前时间
private TextArea textScreen = new TextArea(10, 60); // 显示警报中心的记录
private Button buttonUse = new Button("使用金库"); // 金库使用按钮
private Button buttonAlarm = new Button("按下警铃"); // 按下警铃按钮
private Button buttonPhone = new Button("正常通话"); // 正常通话按钮
private Button buttonExit = new Button("结束"); // 结束按钮
private State state = DayState.getInstance(); // 当前的状态
// 构造函数
public SafeFrame(String title) {
super(title);
setBackground(Color.lightGray);
setLayout(new BorderLayout());
// 配置textClock
add(textClock, BorderLayout.NORTH);
textClock.setEditable(false);
// 配置textScreen
add(textScreen, BorderLayout.CENTER);
textScreen.setEditable(false);
// 为界面添加按钮
Panel panel = new Panel();
panel.add(buttonUse);
panel.add(buttonAlarm);
panel.add(buttonPhone);
panel.add(buttonExit);
// 配置界面
add(panel, BorderLayout.SOUTH);
// 显示
pack();
show();
// 设置监听器
buttonUse.addActionListener(this);
buttonAlarm.addActionListener(this);
buttonPhone.addActionListener(this);
buttonExit.addActionListener(this);
}
// 按钮被按下后该方法会被调用
public void actionPerformed(ActionEvent e) {
System.out.println(e.toString());
if (e.getSource() == buttonUse) { // 金库使用按钮
state.doUse(this);
} else if (e.getSource() == buttonAlarm) { // 按下警铃按钮
state.doAlarm(this);
} else if (e.getSource() == buttonPhone) { // 正常通话按钮
state.doPhone(this);
} else if (e.getSource() == buttonExit) { // 结束按钮
System.exit(0);
} else {
System.out.println("?");
}
}
// 设置时间
public void setClock(int hour) {
String clockstring = "现在时间是";
if (hour < 10) {
clockstring += "0" + hour + ":00";
} else {
clockstring += hour + ":00";
}
System.out.println(clockstring);
textClock.setText(clockstring);
state.doClock(this, hour);
}
// 改变状态
public void changeState(State state) {
System.out.println("从" + this.state + "状態变为了" + state + "状态。");
this.state = state;
}
// 联系警报中心
public void callSecurityCenter(String msg) {
textScreen.append("call! " + msg + "\n");
}
// 在警报中心留下记录
public void recordLog(String msg) {
textScreen.append("record ... " + msg + "\n");
}
}
main类启动
package State;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
SafeFrame frame = new SafeFrame("State Sample");
while (true) {
for (int hour = 0; hour < 24; hour++) {
frame.setClock(hour); // 设置时间
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
}
}
}
}
}
image.png
状态模式的分析
状态模式的角色：
state状态
表示状态，定义了根据不同状态进行不同处理的接口，该接口是那些处理内容依赖于状态的方法集合，对应实例的state类具体的状态
实现了state接口，对应daystate和nightstatecontext
context持有当前状态的具体状态的实例，此外，他还定义了供外部调用者使用的状态模式的接口。
状态模式的类图：
image.png
