java设计模式：状态模式

1.状态模式

状态模式（state），又称状态对象模式，是对象的行为模式。

状态模式允许对象在其内部状态改变的时候改变其行为。这个对象看上去就像是改变了它的类一样。

2.状态模式的结构

状态模式的意图是让一个对象在其内部状态改变的时候，其行为也随之改变。示意图如下：

状态模式参与角色：

• 抽象状态（State）角色：定义接口，用来封装环境（Context）对象一个特定状态所对应的行为。
• 具体状态（ConcreteState）:具体状态类有多个，分别实现了环境的一个状态对应的行文。
• 环境角色（Context）：定义客户端感兴趣的接口（request），并且保留一个具体状态类的实例。这个实例给出环境对象的现有状态。

可以看出：客户端通过request请求Context环境类，而环境类通过state实例的处理，改变Context的呈现状态。

3.状态模式的效果

• 状态模式为系统的每一个状态都创立一个具体状态类。当系统的状态变化时，系统改变对应的状态类。而且一个特定状态的所有行为都被封装到一个特定的对象中，使得行为的定义局域化。如果有新的状态添加，不需要修改客户端和context，只需要添加一个新的状态类。
• 不必采用过程性的处理方式，使用很长的条件转移语句。
• 使系统状态变化变得很明显，不用使用一些变量来标识。
• 可以在系统的不同部分使用相同的一些状态类的对象。
• 状态模式的缺点是会造成大量的晓得状态类；优点是使程序避免大量的条件转移语句，更易维护。

4.一个实现：电梯系统

一个电梯，基本会有：开、关、正在升降和停止4个状态，每个状态下行为不一样，很适合使用状态模式。使用状态模式后的类图如下：

LiftState（抽象状态）

package com.patterns.state;/** * 抽象状态 * @author Administrator * */public abstract class LiftState {  protected Context context;      public abstract void open();  public abstract void close();  public abstract void run();  public abstract void stop();}

具体状态类：

ClosingState

package com.patterns.state;/** * 关闭状态的具体状态类,可以执行开,关和停止请求 * @author Administrator * */public class ClosingState extends LiftState {@Overridepublic void open() {//状态改变this.context.setLiftState(Context.openningState);//执行动作this.context.open();}@Overridepublic void close() {System.out.println("lift is closing");}@Overridepublic void run() {this.context.setLiftState(Context.runningState);this.context.run();}@Overridepublic void stop() {this.context.setLiftState(Context.stoppingState);this.context.stop();}}

OpenningState

package com.patterns.state;/** * 正在开门状态,只能执行开门请求 * @author Administrator * */public class OpenningState extends LiftState {@Overridepublic void open() {System.out.println("lift is openning .");}@Overridepublic void close() {//状态改变this.context.setLiftState(Context.ClosingState);this.context.close();}@Overridepublic void run() {}@Overridepublic void stop() {}}

RunningState

package com.patterns.state;/** * 正在运行状态,只会执行停止动作 * @author Administrator * */public class RunningState extends LiftState {@Overridepublic void open() {}@Overridepublic void close() {}@Overridepublic void run() {System.out.println("lift is running.");}@Overridepublic void stop() {this.context.setLiftState(Context.stoppingState);this.context.stop();}}

StoppingState

package com.patterns.state;/** * 停止状态,可以执行开门和运行请求 * @author Administrator * */public class StoppingState extends LiftState {@Overridepublic void open() {this.context.setLiftState(Context.openningState);this.context.open();}@Overridepublic void close() {}@Overridepublic void run() {this.context.setLiftState(Context.runningState);this.context.run();}@Overridepublic void stop() {System.out.println("lift is stopping");}}

Context（环境类）

package com.patterns.state;/** * 环境类 * @author Administrator * */public class Context {/** * 定义一些共享的状态类，可重复使用 */public static LiftState openningState = new OpenningState();public static LiftState ClosingState = new ClosingState();public static LiftState runningState = new RunningState();public static LiftState stoppingState = new StoppingState();protected LiftState state;public LiftState getLiftState() {return state;}//设置状态public void setLiftState(LiftState state) {this.state = state;//把环境告诉状态state.context = this;}//下面的函数,是把客户端的请求委托给状态类来执行public void open() {state.open();}public void close() {state.close();}public void run() {state.run();}public void stop() {state.stop();}}

Client（测试类）

package com.patterns.state;public class Client {/** * @param args */public static void main(String[] args) {//创建环境Context context = new Context();//初始化一个状态context.setLiftState(Context.stoppingState);//请求测试context.open();context.close();context.run();context.stop();}}

输出：

lift is openning .
lift is closing
lift is running.
lift is stopping

5.状态模式和策略模式的区别

策略模式和状态模式的结构相同，所以很容易混淆。它们主要区别在于：

• 策略模式中一旦环境类选择了一个具体策略类，在整个环境类的生命周期中策略类是不会改变的。而状态模式的环境类中的状态有一个明显的状态转移。
• 策略模式的环境类自己选择具体策略类，而状态模式的环境类是被外在原因放进一个状态中。
• 策略模式的环境类并不明显告诉客户端自己所选的策略，而状态模式的状态是显示告诉客户端的。