java状态模式

来源：互联网发布：单片机串口通信程序编辑：程序博客网时间：2024/06/02 06:39

第二章节状态模式

状态（state）模式：状态模式的意图是，允许一个对象在其内部状改变时改变它的行为。看起来就像是改变了它的类一样。主要解决的是当控制一个对象

状态转换的条件表达式过于复杂时的情况。把状态的判断逻辑转移到表示不同的一系列类当中，可以把复杂的逻辑判断简单化。首先咱们还是先看下GOF对状

态模式的定义：当一个对象的内在状态改变时允许改变其行为，这个对象看起来像是改变了其类。状态模式中的行为是由状态来决定的，不同的状态对应了不

同的行为。状态模式和策略模式的结构几乎完全一样，但它们的目的、本质却完全不一样。状态模式的行为是平行的不可替换的，策略模式的行为是彼此独立

可相互替换的。

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状态模式的结构如下图：

从图中可以看出状态模式有以下角色：

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1、抽象状态（State）角色：定义一个接口，用以封装环境对象的一个特定的状态所对应的行为。

2、具体状态（ConcreteState）角色：每一个具体状态类都实现了环境的一个状态所对的行为。

3、场景（Context）角色：定义客户端所感兴趣的接口，并且保留一个具体状态类的实例。这个具体状态类的实例给出此环境对象现有的状态。

上图用代码模拟如下：

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public interface State {

public void change(Context context);

}

public class ConcreteStateA implements State {

@Override

public void change(Context context) {

System.out.println("this is ConcreteStateA");

context.setState(new ConcreteStateB());

}

public class ConcreteStateB implements State {

@Override

public void change(Context context) {

System.out.println("this is ConcreteStateB");

context.setState(new ConcreteStateA());

}

具体的Context 类：

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package state;

public class Context {

private State state;

public void change(){

state.change(this);

}

public Context(State state) {

super();

this.state = state;

}

public State getState() {

return state;

}

public void setState(State state) {

this.state = state;

}

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public class Client {

/**

*作者：alaric

*时间：2013-9-3下午7:52:05

*描述：

public static void main(String[] args) {

State state = new ConcreteStateA();

Context context = new Context(state);

//初始状态是A

context.change();

//装换一次后变成B

context.change();

//再转换一次后又变成A

context.change();

}

运行结果如下：

this is ConcreteStateA

this is ConcreteStateB

this is ConcreteStateA

上面代码是两个状态切换，很符合家里灯的开关，A表示关，B表示开，按一下打开，再按一下关闭。下面举个例子，马路上的红绿灯大家都知道的，它有三个状态控制三个不同颜色的灯，我们分别用RedState（红灯状态），GreenState(绿灯状态)，YellowState（黄灯状态）表示三个灯的状态，用Light表示灯来模拟，类图如下：

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状态模式的角色：
（1）上下文环境（Context）：它定义了客户程序需要的接口并维护一个具体状态角色的实例，将与状态相关的操作委托

给当前的Concrete State对象来处理。
（2）抽象状态角色（State）：定义一个接口以封装使用上下文环境的的一个特定状态相关的行为。
（3）具体状态角色（ConcreteState）：实现抽象状态定义的接口。

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public interface State {

public void change(Light light);

}

// 具体的情况如下所示：

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public class GreenState implements State {

private static final Long SLEEP_TIME = 2000L;

@Override

public void change(Light light) {

System.out.println("现在是绿灯，可以通行");

//绿灯亮1秒

try {

Thread.sleep(SLEEP_TIME);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

light.setState(new YellowState());

}

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public class YellowState implements State {

private static final Long SLEEP_TIME = 500L;

@Override

public void change(Light light) {

System.out.println("现在是黄灯，警示");

//红灯亮0.5秒

try {

Thread.sleep(SLEEP_TIME);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

light.setState(new RedState());

}

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public class RedState implements State {

private static final Long SLEEP_TIME = 1000L;

@Override

public void change(Light light) {

System.out.println("现在是红灯，禁止通行");

//红灯亮1秒

try {

Thread.sleep(SLEEP_TIME);

} catch (InterruptedException e) {

// TODO Auto-generated catch block

e.printStackTrace();

}

light.setState(new GreenState());

}

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public class Light {

private State state;

private void change(){

state.change(this);

}

public void work(){

while(true){

change();

}

public Light(State state) {

super();

this.state = state;

}

public State getState() {

return state;

}

public void setState(State state) {

this.state = state;

}

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public static void main(String[] args) {

//假设路灯开始是绿灯

State state = new GreenState();

Light light = new Light(state);

light.work();

}

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运行结果：

现在是绿灯，可以通行

现在是黄灯，警示

现在是红灯，禁止通行

现在是绿灯，可以通行

现在是黄灯，警示

现在是红灯，禁止通行

现在是绿灯，可以通行

现在是黄灯，警示

.....

通过上面例子可以看出，状态模式将与特定状态相关的行为局部化，并且将不同状态的行为分割开来；所有状态相关的代码都存

在于某个ConcereteState中，所以通过定义新的子类很容易地增加新的状态和转换；状态模式通过把各种状态转移逻辑分不到State

的子类之间，来减少相互间的依赖。缺点是：会导致有很多State 的子类。

状态模式和策略模式结构完全一样，很容易混淆，这里列举下状态模式和策略模式的区别：

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1、状态模式有明显的状态过渡，从一个状态到另一个状态转换过程，在整个生命周期里有多个状态转换；而策略模式一旦环境角色选择了

一个具体的策略类，那么在整个生命周期它始终不会改变；

2、状态模式多数是外在原因在环境角色中放入一个具体的状态类，而策略模式是自主选择一个具体的策略类；

3、状态模式选择一个状态是会明显告诉客户端的，而策略模式则不会告诉客户端选择了什么策略。

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