设计模式学习笔记——状态模式

状态模式

状态模式，当一个对象的内在状态改变时允许改变其行为，这个对象像是改变了其类。

结构图

代码实现

抽象状态类，定义一个接口以封装与Context的一个特定状态相关的行为。

/**
* 抽象状态类
* @author xukai
* 2016年3月21日 下午10:44:50
*/
public abstract class State {

public abstract void handle(Context context);

}

具体状态，每一个子类实现一个与context的一个状态相关的行为。

/**
* 具体状态
* @author xukai
* 2016年3月21日 下午10:47:00
*/
public class ConcreteStateA extends State {

@Override
public void handle(Context context) {
context.setState(new ConcreteStateB());
}

}

/**
* 具体状态
* @author xukai
* 2016年3月21日 下午10:47:08
*/
public class ConcreteStateB extends State {

@Override
public void handle(Context context) {
context.setState(new ConcreteStateA());
}

}

Context类，维护一个ConcreteState子类的实例，即当前的状态。

/**
*
* @author xukai 2016年3月21日 下午10:45:56
*/
public 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;
System.out.println("当前状态：" + state.getClass().getSimpleName());
}

public void request() {
state.handle(this);
}

}

客户端：

public class Client {

public static void main(String[] args) {
Context context = new Context(new ConcreteStateA());

context.request();
context.request();
context.request();
context.request();
context.request();
}

}

控制台：

当前状态：ConcreteStateB
当前状态：ConcreteStateA
当前状态：ConcreteStateB
当前状态：ConcreteStateA
当前状态：ConcreteStateB

可以看到两种状态的切换。

demo

问题：解决一天的工作状态切换。
结构图：

代码实现

抽象状态类：

/**
* 抽象工作状态
* @author xukai
* 2016年3月21日 下午11:01:12
*/
public abstract class WorkState {

public abstract void writeProgram(Work work);

}

具体状态类：上午状态类

/**
* 上午状态类
* @author xukai
* 2016年3月21日 下午11:04:24
*/
public class ForenoonState extends WorkState {

@Override
public void writeProgram(Work work) {
if(work.getTime() < 12){
System.out.println("当前时间：" + work.getTime() + "点，上午工作，精神百倍");
}else{
work.setState(new NoonState());
work.writeProgram();
}
}

}

中午状态类：

/**
* 中午状态类
* @author xukai
* 2016年3月21日 下午11:29:16
*/
public class NoonState extends WorkState {

@Override
public void writeProgram(Work work) {
if(work.getTime() < 13){
System.out.println("当前时间：" + work.getTime() + "点，饿了，午饭；犯困，午休");
}else{
work.setState(new AftenoonState());
work.writeProgram();
}
}

}

下午状态类：

/**
* 下午状态类
* @author xukai
* 2016年3月21日 下午11:29:26
*/
public class AftenoonState extends WorkState {

@Override
public void writeProgram(Work work) {
if(work.getTime() < 17){
System.out.println("当前时间：" + work.getTime() + "点，下午状态还不错，继续努力");
} else {
work.setState(new EveningState());
work.writeProgram();
}
}

}

晚上状态类：

/**
* 晚上状态类
* @author xukai
* 2016年3月21日 下午11:09:51
*/
public class EveningState extends WorkState {

@Override
public void writeProgram(Work work) {
if(work.isFinish()){
work.setState(new RestState());
work.writeProgram();
}else{
if(work.getTime() < 21){
System.out.println("当前时间：" + work.getTime() + "点，加班，很累");
}else{
work.setState(new SleepingState());
work.writeProgram();
}
}
}

}

修改状态类：

/**
* 休息状态类
* @author xukai
* 2016年3月21日 下午11:30:09
*/
public class SleepingState extends WorkState {

@Override
public void writeProgram(Work work) {
System.out.println("当前时间：" + work.getTime() + "点，睡着了");
}

}

工作类：

/**
* 工作类
* @author xukai
* 2016年3月21日 下午11:33:30
*/
public class Work {

// 工作状态
public WorkState state;

// 当前时间
private double time;

// 是否完成工作
private boolean finish = false;

public Work() {
state = new ForenoonState();
}

public double getTime() {
return time;
}

public void setTime(double time) {
this.time = time;
}

public void setState(WorkState state) {
this.state = state;
}

public boolean isFinish() {
return finish;
}

public void setFinish(boolean finish) {
this.finish = finish;
}

public void writeProgram() {
state.writeProgram(this);
}

}

客户端测试：

public class Client {

public static void main(String[] args) {

Work project = new Work();
project.setTime(9);
project.writeProgram();

project.setTime(10);
project.writeProgram();
project.setTime(12);
project.writeProgram();
project.setTime(13);
project.writeProgram();
project.setTime(14);
project.writeProgram();
project.setTime(17);
project.writeProgram();

project.setFinish(false);

project.setTime(19);
project.writeProgram();
project.setTime(22);
project.writeProgram();
}

}

输出结果：

当前时间：9.0点，上午工作，精神百倍
当前时间：10.0点，上午工作，精神百倍
当前时间：12.0点，饿了，午饭；犯困，午休
当前时间：13.0点，下午状态还不错，继续努力
当前时间：14.0点，下午状态还不错，继续努力
当前时间：17.0点，加班，很累
当前时间：19.0点，加班，很累
当前时间：22.0点，睡着了

通过测试可以看出状态模式消除了庞大的条件分支。
当需要使所有员工都下班的时候，可以在AfternoonState中修改为下班状态类。

/**
* 下班状态类
* @author xukai
* 2016年3月21日 下午11:30:54
*/
public class RestState extends WorkState {

@Override
public void writeProgram(Work work) {
System.out.println("当前时间：" + work.getTime() + "下班回家了");
}

}

使用环境

当一个对象的行为取决于它的状态，并且它必须在运行时刻根据状态改变它的行为，那么就可以使用状态模式了。

总结

状态模式通过把各种状态转移逻辑分布到State的子类之间，