设计模式学习笔记——状态(State)模式框架

@(设计模式)[设计模式, 状态模式, State]

基本介绍

状态模式使用对象的形式来记录某种状态。使用对象模式可以省去多个if-else或者是switch的判断。可以直接使用对象方法的形式来处理逻辑。

状态案例

类图

实现代码

State接口

package com.pc.state.example;/** * 状态接口 * Created by Switch on 2017/3/31. */public interface State {    /**     * 设置时间     *     * @param context 背景对象     * @param hour    时间     */    void doClock(Context context, int hour);    /**     * 使用金库     *     * @param context 背景对象     */    void doUse(Context context);    /**     * 按下警铃     *     * @param context 背景对象     */    void doAlarm(Context context);    /**     * 正常通话     *     * @param context 背景对象     */    void doPhone(Context context);}

DayState类

package com.pc.state.example;/** * 白天状态类 * Created by Switch on 2017/3/31. */public class DayState implements State {    /**     * 唯一实例     */    private static DayState singleton = new DayState();    /**     * 私有化构造方法     */    private DayState() {    }    /**     * 获取唯一实例     *     * @return 白天状态对象     */    public static State getInstance() {        return singleton;    }    @Override    public void doClock(Context context, int hour) {        if (hour < 9 || 17 <= hour) {            context.changeState(NightState.getInstance());        }    }    @Override    public void doUse(Context context) {        context.recordLog("使用金库(白天)");    }    @Override    public void doAlarm(Context context) {        context.callSecurityCenter("按下警铃(白天)");    }    @Override    public void doPhone(Context context) {        context.callSecurityCenter("正常通话(白天)");    }    @Override    public String toString() {        return "[白天]";    }}

NightState类

package com.pc.state.example;/** * 晚上状态类 * Created by Switch on 2017/3/31. */public class NightState implements State {    /**     * 唯一实例     */    private static NightState singleton = new NightState();    /**     * 私有化构造方法     */    public NightState() {    }    /**     * 获取唯一实例     *     * @return 晚上状态对象     */    public static State getInstance() {        return singleton;    }    @Override    public void doClock(Context context, int hour) {        if (9 <= hour && hour < 17) {            context.changeState(DayState.getInstance());        }    }    @Override    public void doUse(Context context) {        context.callSecurityCenter("紧急：晚上使用金库！");    }    @Override    public void doAlarm(Context context) {        context.callSecurityCenter("按下警铃(晚上)");    }    @Override    public void doPhone(Context context) {        context.recordLog("晚上的通话录音");    }    @Override    public String toString() {        return "[晚上]";    }}

Context接口

package com.pc.state.example;/** * 背景接口 * Created by Switch on 2017/3/31. */public interface Context {    /**     * 设置时间     *     * @param hour 时间     */    void setClock(int hour);    /**     * 改变状态     *     * @param state 状态     */    void changeState(State state);    /**     * 联系警报中心     *     * @param msg 消息     */    void callSecurityCenter(String msg);    /**     * 在警报中心留下记录     *     * @param msg 消息     */    void recordLog(String msg);}

SafeFrame类

package com.pc.state.example;import java.awt.*;import java.awt.event.ActionEvent;import java.awt.event.ActionListener;/** * 界面类 */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("User");      // 金库使用按钮    private Button buttonAlarm = new Button("Alarm");    // 按下警铃按钮    private Button buttonPhone = new Button("Phone");    // 正常通话按钮    private Button buttonExit = new Button("Exit");         // 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");    }}

测试类

package com.pc.state.example.test;import com.pc.state.example.SafeFrame;import org.junit.Test;/** * NightState Tester. * * @author Switch * @version 1.0 */public class StateTest {    /**     * 测试状态模式     */    @Test    public void testState() {        SafeFrame frame = new SafeFrame("State Sample");        while (true) {            for (int hour = 0; hour < 24; hour++) {                frame.setClock(hour);                try {                    Thread.sleep(1000);                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }            }        }    }}

运行结果

界面

控制台

现在时间是00:00从[白天]状態变为了[晚上]状态。现在时间是01:00java.awt.event.ActionEvent[ACTION_PERFORMED,cmd=User,when=1490932531058,modifiers=] on button0java.awt.event.ActionEvent[ACTION_PERFORMED,cmd=Alarm,when=1490932531790,modifiers=] on button1现在时间是02:00java.awt.event.ActionEvent[ACTION_PERFORMED,cmd=Phone,when=1490932532592,modifiers=] on button2现在时间是03:00现在时间是04:00现在时间是05:00现在时间是06:00现在时间是07:00现在时间是08:00现在时间是09:00从[晚上]状態变为了[白天]状态。现在时间是10:00现在时间是11:00java.awt.event.ActionEvent[ACTION_PERFORMED,cmd=User,when=1490932541514,modifiers=] on button0现在时间是12:00java.awt.event.ActionEvent[ACTION_PERFORMED,cmd=Alarm,when=1490932542214,modifiers=] on button1java.awt.event.ActionEvent[ACTION_PERFORMED,cmd=Phone,when=1490932542869,modifiers=] on button2现在时间是13:00现在时间是14:00现在时间是15:00现在时间是16:00现在时间是17:00从[白天]状態变为了[晚上]状态。现在时间是18:00现在时间是19:00现在时间是20:00现在时间是21:00现在时间是22:00现在时间是23:00java.awt.event.ActionEvent[ACTION_PERFORMED,cmd=Exit,when=1490932569413,modifiers=] on button3

状态模式中的角色

State(状态)

State角色表示状态，定义了根据不同状态进行不同处理的接口（API）。该接口（API）是那些处理内容依赖于状态的方法的集合。在案例中，由State接口扮演此角色。

ConcreteState(具体状态)

ConcreteState角色表示各个具体的状态，它实现了State接口。在案例中，由DayState类和NightState类扮演此角色。

Context(状况、前后关系、上下文)

Context角色持有表示当前状态的ConcreteState角色。此外，它还定义了供外部调用者使用State模式的接口（API）。在案例中，由Context接口和SafeFrame类扮演此角色。

类图

GitHub：DesignPatternStudy

——————参考《图解设计模式》