21.状态模式

状态模式

  • 一、介绍
  • 二、原理类图
  • 三、代码实例分析
  • 四、优缺点
    • 4.1 优点
    • 4.2 缺点
  • 五、应用场景

一、介绍

  1. 状态模式又称为状态对象模式,该模式允许一个对象在其内部状态改变时改变其行为
  2. 状态模式的核心内容是封装,状态的变更引起行为的变动,从外部看来就好像该对象对应的类发生改变一样

二、原理类图

1
2.1 角色和职责

  1. 抽象状态(State)角色:该角色用以封装环境对象的一个特定状态所对应的行为。
  2. 具体状态(Concrete State)角色:该角色实现环境的一个状态所对应的行为。
  3. 环境(Context)角色:该角色定义客户端需要的接口,并负责具体状态的切换。它会保留一个具体状态类的实例,该实例给出环境对象的现有状态。

三、代码实例分析

使用状态模式模拟电视频道切换的过程。
类图如图所示:
1

  1. Channel接口代表电视频道,对应状态模式中的抽象状态角色,其代码如下所示。
    【描述6.D.5】 Channel.java
// 频道(抽象状态)
public interface Channel {
    //播放频道中的节目
    public  void display();
}
  1. TV类是电视机,对应状态模式中的环境角色,其代码如下所示。
    【描述6.D.5】 TV.java
// 电视
public class TV {
    // 电视可以看的频道(状态)
    public final static Channel CCTV1 = new CCTV1();
    public final static Channel CCTV2 = new CCTV2();
    public final static Channel CCTV3 = new CCTV3();
    // 当前频道
    private Channel channel;
    // 设置频道
    public void setChannel(Channel channel) {
        this.channel = channel;
    }
    // 播放CCTV1频道
    public void disCCTV1(){
        this.setChannel(CCTV1);
        this.channel.display();
    }
    // 播放CCTV2频道
    public  void disCCTV2(){
        this.setChannel(CCTV2);
        this.channel.display();
    }
    // 播放CCTV3频道
    public  void disCCTV3(){
        this.setChannel(CCTV3);
        this.channel.display();
    }
}

上述代码中定义了电视可以看的 3 个频道,其实就是电视的 3 个具体的状态;并提供disCCTV1()、disCCTV2()和disCCTV3()方法用于播放不同频道,这3个方法中都先改变电视的频道(状态切换),然后调用频道中的display()方法进行播放节目。

  1. CCTV1、CCTV2、CCTV3类分别代表3个具体的频道,都实现Channel接口,对应状态模式中的具体状态角色,代码分别如下所示。
    【描述6.D.5】 CCTV1.java
public class CCTV1 implements Channel {
     @Override
     public void display() {
         System.out.println("CCTV1 新闻联播");
     }
 }

【描述6.D.5】 CCTV2.java

public class CCTV2 implements Channel {
     @Override
     public void display() {
         System.out.println("CCTV2 经济半小时");
     }
 }

【描述6.D.5】 CCTV3.java

public class CCTV3 implements Channel {
      @Override
      public void display() {
          System.out.println("CCTV3 非常6+1");
      }
  }
  1. 测试类Test代码如下。
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv = new TV();
        //换台
        tv.disCCTV2();
        tv.disCCTV3();
        tv.disCCTV1();
    }
}
  1. 运行结果如下。
    CCTV2 经济半小时
    CCTV3 非常6+1
    CCTV1 新闻联播

四、优缺点

4.1 优点

  1. 结构清晰。
  2. 遵循设计原则。
  3. 封装性非常好。

4.2 缺点

  • 子类太多,不易管理

五、应用场景

  • 对象的行为依赖于它所处的状态,即行为随状态改变而改变的场景。
  • 对象在某个方法里依赖于一重或多重条件分支语句,此时可以使用状态模式将分支语句中的每一个分支都包装到一个单独的类中,使得这些条件分支语句能够以类的方式独立存在和演化。如此,维护这些独立的类就不再影响到系统的其他部分。

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