Java设计模式系列之状态模式

状态模式(State)的定义

定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态（对象内部的属性，可以理解成是对象的某个字段或者方法）发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为。对象看起来似乎修改了它的类

状态模式(State)适用性

1.一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。

2.一个操作中含有庞大的多分支的条件语句，且这些分支依赖于该对象的状态。

这个状态通常用一个或多个枚举常量表示。

通常,有多个操作包含这一相同的条件结构。

State模式将每一个条件分支放入一个独立的类中。

这使得你可以根据对象自身的情况将对象的状态作为一个对象，这一对象可以不依赖于其他对象而独立变化。

状态模式(State)的参与者

1.Context

定义客户感兴趣的接口。

维护一个ConcreteState子类的实例，这个实例定义当前状态。

2.State

定义一个接口以封装与Context的一个特定状态相关的行为。

3.ConcreteStatesubclasses

每一子类实现一个与Context的一个状态相关的行为。

状态模式(State)的UML类图

　　　　　　　　

具体代码实现：

定义State

//定义和Context中的状态相对应的行为
 public interface State {
     //获取天气情况
     String getState();
 }

定义Context

 //定义当前的状态
  public class Context {

     private State state;

     public State getState() {
         return state;
     }

     public void setState(State state) {
         this.state = state;
     }
     public String stateMessage(){
         return state.getState();
     }
 }　

定义ConcreteStatesubclasses

class Sunshine implements State{

    @Override
    public String getState() {

        return "晴天";
    }

}
class Rain implements State{

    @Override
    public String getState() {

        return "下雨";
    }

}　

测试一下

public class StateTest {

     public static void main(String args[]){

         Context context=new Context();
         context.setState(new Rain());

         System.out.println(context.stateMessage());

         context.setState(new Sunshine());
         System.out.println(context.stateMessage());
     }
 }

运行结果：

下雨
晴天

接下来我们用Java编程思想中的一个例子来讲解一下状态模式

　　我们学习了多态，看起来似乎所有的东西都可以去继承，因为多态是一个如此巧妙的工具。事实上，当我们使用现成的类建立新类时，如果首先考虑使用继承技术，反倒会加重我们的设计负担，使得事情变得复杂起来。

　　更好的设计思想是首先选择"组合",尤其是不能十分确定应该使用哪一种方式的时候。组合不会强制我们的程序设计进入继承的层次结构中。而且，组合更加灵活，因为它可以动态选择类型(因此也就选择了行为)，想法，继承在编译时就需要知道确定的类型，下面是具体代码体现：

//相当于状态模式中的state
class Actor {

    public void act(){
    }
}
//相当于状态模式中的ConcreteStateSubclassess
class HappyActor extends Actor{
    public void act(){
        System.out.println("HappyActor");
    }
}
class SadActor extends Actor{
    public void act(){
        System.out.println("SadActor");
    }
}
//相当于状态模式中的Context
class Stage{
    private Actor actor=new HappyActor();
    //改变引用actor的指向的具体类型
    public void change(){
        actor=new SadActor();
    }
    //根据状态的不同执行不同的行为
    public void performPlay(){
        actor.act();
    }
}　

测试一下：

public class Transmogrify {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {

        Stage stage=new Stage();
        stage.performPlay();
        stage.change();
        stage.performPlay();
    }

}

运行结果：

HappyActor
SadActor

程序分析：在这里，Stage对象包含一个对Actor的引用，而Actor被初始化为HappyActor对象，这意味着performPlay()会产生某种特殊行为。既然引用在运行时可以和另一个不同的对象重新绑定起来，SadActor对象的引用可以在actor中被替换，然后由performPlay()产生的行为也随之改变，这样一来，我们在运行期间获得了动态灵活性。与此相反的是，我们不能在运行期间决定继承不同的对象，因为它要求在编译期间完全确定下来。

大家是不是觉得状态模式和策略模式不是一样的吗？我们讲一下他们之间的区别和联系：

状态模式和策略模式的区别和联系(取自知乎网友的回答，很精辟)：

区别：
状态模式将各个状态所对应的操作分离开来，即对于不同的状态，由不同的子类实现具体操作，不同状态的切换由子类实现，当发现传入参数不是自己这个状态所对应的参数，则自己给Context类切换状态；而策略模式是直接依赖注入到Context类的参数进行选择策略，不存在切换状态的操作联系。

联系：

状态模式和策略模式都是为具有多种可能情形设计的模式，把不同的处理情形抽象为一个相同的接口，符合对扩展开放，对修改封闭的原则。还有就是，策略模式更具有一般性一些，在实践中，可以用策略模式来封装几乎任何类型的规则，只要在分析过程中听到需要在不同实践应用不同的业务规则，就可以考虑使用策略模式处理，在这点上策略模式是包含状态模式的功能的，策略模式是一个重要的设计模式。