状态模式
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zhengxiaohui 发表于11个月前
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何时使用

State模式在实际使用中比较多,适合“状态”的切换。因为我们经常会使用If else if else 进行状态切换,如果针对状态的这样判断切换反复出现,我们就要联想到是否可以采取State模式了。

这里要阐述的是"开关切换状态" 和" 一般的状态判断"是有一些区别的," 一般的状态判断"也是有 if..elseif结构,例如:

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  1. if (which==1) state="hello";  
  2. else if (which==2) state="hi";  
  3. else if (which==3) state="bye";  

这是一个 " 一般的状态判断”,state值的不同是根据which变量来决定的,which和state没有关系.如果改成:[java] view plain copy

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  1. if (state.euqals("bye")) state="hello";  
  2. else if (state.euqals("hello")) state="hi";  
  3. else if (state.euqals("hi")) state="bye";  

这就是 "开关切换状态”,是将state的状态从"hello"切换到”hi",再切换到"”bye",在切换到”hello",好象一个旋转开关,这种状态改变就可以使用State模式了。

如果单纯有上面一种将"hello"-->"hi"-->"bye"-->"hello"这一个方向切换,也不一定需要使用State模式,因为State模式会建立很多子类,复杂化,但是如果又发生另外一个行为:将上面的切换方向反过来切换,或者需要任意切换,就需要State了。

 

下面是一个一般写法的状态切换

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  1. public class Context{  
  2.   private Color state=null;  
  3.   public void push(){  
  4.     //如果当前red状态,切换到blue  
  5.     if (state==Color.red) state=Color.blue;  
  6.     //如果当前blue状态,切换到green  
  7.     else if (state==Color.blue) state=Color.green;  
  8.     //如果当前black状态,切换到red  
  9.     else if (state==Color.black) state=Color.red;  
  10.     //如果当前green状态,切换到black  
  11.     else if (state==Color.green) state=Color.black;  
  12.     Sample sample=new Sample(state);  
  13.     sample.operate();  
  14.   }  
  15.   
  16.   public void pull(){  
  17.     //与push状态切换正好相反  
  18.     if (state==Color.green) state=Color.blue;  
  19.     else if (state==Color.black) state=Color.green;  
  20.     else if (state==Color.blue) state=Color.red;  
  21.     else if (state==Color.red) state=Color.black;  
  22.     Sample2 sample2=new Sample2(state);  
  23.     sample2.operate();  
  24.   }  
  25. }  

 

使用策略模式重写上面例子

State需要两种类型实体参与:

1.state manager 状态管理器 ,就是开关 ,如上面例子的Context实际就是一个state manager, 在state manager中有对状态的切换动作.

2.用抽象类或接口实现的父类,,不同状态就是继承这个父类的不同子类.

 

首先建立一个父类[java] view plain copy

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  1. public abstract class State{  
  2.   public abstract void handlepush(Context c);  
  3.   public abstract void handlepull(Context c);  
  4.   public abstract void getcolor();  
  5. }  

父类中的方法要对应state manager中的开关行为,在state manager中本例就是Context中,有两个开关动作push推和pull拉.

那么在状态父类中就要有具体处理这两个动作:handlepush() handlepull(); 同时还需要一个获取push或pull结果的方法getcolor()

 

下面是具体子类的实现

状态切换顺序

push:blue-->green-->black-->red-->blue

pull:blue-->red-->black-->green-->blue

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  1. public class BlueState extends State{  
  2.   
  3.   public void handlepush(Context c){  
  4.         System.out.println(“变成绿色");  
  5.      c.setState(new GreenState());  
  6.   }  
  7.   
  8.   public void handlepull(Context c){  
  9.        System.out.println(“变成红色");  
  10.     c.setState(new RedState());  
  11.   }  
  12.   
  13.   public abstract void getcolor(){  
  14.        return (Color.blue);  
  15.    }  
  16. }  

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  1. public class GreenState extends State{  
  2.   
  3.   public void handlepush(Context c){  
  4.         System.out.println(“变成黑色");  
  5.      c.setState(new BlackState());  
  6.   }  
  7.   
  8.   public void handlepull(Context c){  
  9.         System.out.println(“变成蓝色");  
  10.      c.setState(new BlueState());  
  11.   }  
  12.   
  13.   public abstract void getcolor(){  
  14.         return (Color.green);  
  15.     }  
  16. }  

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  1. public class BlackState extends State{  
  2.   
  3.   public void handlepush(Context c){  
  4.         System.out.println(“变成红色");  
  5.      c.setState(new RedState());  
  6.   }  
  7.   
  8.   public void handlepull(Context c){  
  9.        System.out.println(“变成红色");  
  10.     c.setState(new RedState());  
  11.   }  
  12.   
  13.   public abstract void getcolor(){  
  14.         return (Color.black);  
  15.    }  
  16. }  

[java] view plain copy

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  1. public class RedState extends State{  
  2.   
  3.   public void handlepush(Context c){  
  4.        System.out.println(“变成蓝色");  
  5.      c.setState(new BlueState());  
  6.   }  
  7.   
  8.   public void handlepull(Context c){  
  9.        System.out.println(“变成黑色");  
  10.     c.setState(new BlackState());  
  11.   }  
  12.   
  13.   public abstract void getcolor(){  
  14.        return (Color.red);  
  15.     }  
  16. }  

 

重新改写State manager 也就是本例的Context[java] view plain copy

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  1. public class Context{  
  2.   
  3.   private Sate state=null; //我们将原来的 Color state 改成了新建的State state;  
  4.   
  5.   //setState是用来改变state的状态 使用setState实现状态的切换  
  6.   pulic void setState(State state){  
  7.     this.state=state;  
  8.   }  
  9.   
  10.   public void push(){  
  11.     //状态的切换的细节部分,在本例中是颜色的变化,已经封装在子类的handlepush中实现,这里无需关心  
  12.     state.handlepush(this);  
  13.     //假设sample要使用state中的一个切换结果,使用getColor()  
  14.     Sample sample=new Sample(state.getColor());  
  15.     sample.operate();  
  16.   }  
  17.   
  18.   public void pull(){  
  19.     state.handlepull(this);  
  20.        //假设sample要使用state中的一个切换结果,使用getColor()  
  21.     Sample2 sample2=new Sample2(state.getColor());  
  22.     sample2.operate();  
  23.   }  
  24. }  

 

状态模式在工作流或游戏等各种系统中有大量使用,甚至是这些系统的核心功能设计,例如ERP系统中,一个批文的状态有多种:未办;正在办理;正在批示;正在审核;已经完成等各种状态,使用状态机可以封装这个状态的变化规则,从而达到扩充状态时,不必涉及到状态的使用者。

 

总结

使用状态模式前,客户端外界需要介入改变状态,而状态改变的实现是琐碎或复杂的。

使用状态模式后,客户端外界可以直接使用事件Event实现,根本不必关心该事件导致如何状态变化,这些是由状态机等内部实现。

这是一种Event-condition-State,状态模式封装了condition-State部分。

每个状态形成一个子类,每个状态只关心它的下一个可能状态,从而无形中形成了状态转换的规则。如果新的状态加入,只涉及它的前一个状态修改和定义。

 

状态模式的主要优点在于封装了转换规则,并枚举可能的状态,它将所有与某个状态有关的行为放到一个类中,并且可以方便地增加新的状态,只需要改变对象状态即可改变对象的行为,还可以让多个环境对象共享一个状态对象,从而减少系统中对象的个数;其缺点在于使用状态模式会增加系统类和对象的个数,且状态模式的结构与实现都较为复杂,如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱,对于可以切换状态的状态模式不满足“开闭原则”的要求。

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