个人学习笔记分享，当前能力有限，请勿贬低，菜鸟互学，大佬绕道
如有勘误，欢迎指出和讨论，本文后期也会进行修正和补充
人都有喜怒哀乐，在不同的情绪下，我们可能会作出不同的行为，进而影响外界事物；而外界事物也可能影响我们的情绪，导致我们作出不同的行为（完美闭环）
开发中的对象，有时候也会根据不同的情况作出不同的行为，而对象与外部事件交互的时候，也可能改变自身的状态，进而行为也发生改变
对于有多种状态的对象，传统的解决方案是枚举所有的情况，使用条件判断语句if-else或者switch-case来判断，但对于复杂的状态判断，则会显得过于臃肿和混乱。而且每次新增状态都需要新增一个判断，扩展性差
状态模式就是为了解决这种问题而出现的，通过将状态相关的判断逻辑提取出来，使用不同的类进行表示，根据不同的状态选择相应的类来进行处理。
1.介绍
适用目的：允许对象在内部状态发生改变时改变它的行为
主要解决：对象的行为依赖于它的状态（属性），并且可以根据它的状态改变而改变它的相关行为。
何时使用：代码中包含大量与对象状态有关的条件语句。
如何解决：将各种具体的状态类抽象出来，单独成为类。
关键代码：定义统一的接口，根据不同的状态进行不同实现。
应用实例：系统和应用的低负载/高负载/超载状态；安装程序的下一步；
优点：
- 结构清晰，状态模式将与特定状态相关的行为局部化到一个状态中，并且将不同状态的行为分割开来，满足“单一职责原则”。
- 将状态转换显示化，减少对象间的相互依赖。将不同的状态引入独立的对象中会使得状态转换变得更加明确，且减少对象间的相互依赖。
- 状态类职责明确，有利于程序的扩展。通过定义新的子类很容易地增加新的状态和转换。
缺点：
- 状态模式的使用必然会增加系统的类与对象的个数。
- 状态模式的结构与实现都较为复杂，如果使用不当会导致程序结构和代码的混乱。
- 状态模式对开闭原则的支持并不太好，对于可以切换状态的状态模式，增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源码，否则无法切换到新增状态，而且修改某个状态类的行为也需要修改对应类的源码
使用场景：
- 行为随状态改变而改变的场景。
- 条件、分支语句的代替者。
2.结构
状态模式包含以下主要角色
- 环境类（Context）：也称为上下文，它定义了客户端需要的接口，内部维护一个当前状态，并负责具体状态的切换。
- 抽象状态（State）：定义一个接口，用以封装环境对象中的特定状态所对应的行为，可以有一个或多个行为。
- 具体状态（Concrete State）：实现抽象状态所对应的行为，并且在需要的情况下进行状态切换。
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3.步骤
-
创建环境类
class Context { private State state; public Context(State state) { this.state = state; } public State getState() { return state; } public void setState(State state) { this.state = state; } public void handle() { state.handle(this); } } -
创建抽象状态
interface State { void handle(Context context); } -
创建具体状态
class StateA implements State { @Override public void handle(Context context) { System.out.println("change stateA to stateB"); // 状态变为B context.setState(new StateB()); } } class StateB implements State { @Override public void handle(Context context) { System.out.println("change stateB to stateC"); // 状态变为C context.setState(new StateC()); } } class StateC implements State { @Override public void handle(Context context) { System.out.println("change stateC to stateA"); // 状态变为C context.setState(new StateA()); } }
测试代码
public class StateTest {
public static void main(String[] args) {
Context context = new Context(new StateA()); // 创建环境，初始状态为A
context.handle(); // 第1次变更，A变为B
context.handle(); // 第2次变更，B变为C
context.handle(); // 第3次变更，C变为A
context.handle(); // 第4次变更，A变为B
}
}
运行结果
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4.实例
模拟场景如下
- 分数包括三种评级
- 不及格：小于60分
- 及格：大于等于60且小于90
- 优秀：大于等于90
- 对分数进行加减，获取当前的分数和评级
代码如下
package com.company.designPattern.state;
import java.util.Scanner;
public class ScoreStateTest {
public static void main(String[] args) {
ScoreContext account = new ScoreContext();
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.println("学生成绩状态测试：");
while (true) {
System.out.print("请输入分数变化：");
int num = input.nextInt();
account.add(num);
}
}
}
//环境类
class ScoreContext {
private AbstractState state;
ScoreContext() {
state = new LowState(this);
}
public void setState(AbstractState state) {
this.state = state;
}
public AbstractState getState() {
return state;
}
public void add(int score) {
state.addScore(score);
}
}
//抽象状态类
abstract class AbstractState {
protected ScoreContext context; //环境
protected String stateName; //状态名
protected int score; //分数
public abstract void checkState(); //检查当前状态
public void addScore(int x) {
score += x;
System.out.print("加上：" + x + "分，\t当前分数：" + score);
checkState();
System.out.println("分，\t当前状态：" + context.getState().stateName);
}
}
//具体状态类：不及格
class LowState extends AbstractState {
public LowState(ScoreContext h) {
context = h;
stateName = "不及格";
score = 0;
}
public LowState(AbstractState state) {
context = state.context;
stateName = "不及格";
score = state.score;
}
public void checkState() {
if (score >= 90) {
context.setState(new HighState(this));
} else if (score >= 60) {
context.setState(new MiddleState(this));
}
}
}
//具体状态类：中等
class MiddleState extends AbstractState {
public MiddleState(AbstractState state) {
context = state.context;
stateName = "及格";
score = state.score;
}
public void checkState() {
if (score < 60) {
context.setState(new LowState(this));
} else if (score >= 90) {
context.setState(new HighState(this));
}
}
}
//具体状态类：优秀
class HighState extends AbstractState {
public HighState(AbstractState state) {
context = state.context;
stateName = "优秀";
score = state.score;
}
public void checkState() {
if (score < 60) {
context.setState(new LowState(this));
} else if (score < 90) {
context.setState(new MiddleState(this));
}
}
}
运行结果
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后记
感觉是个很有意思的东西，非常巧妙的达到了多状态和行为切换的目的，同时保证了高性能和低耦合
作者：Echo_Ye
WX：Echo_YeZ
Email ：echo_yezi@qq.com
个人站点：在搭了在搭了。。。（右键 - 新建文件夹）
