Java设计模式（19）状态模式（State模式）

State的定义：不同的状态，不同的行为；或者说，每个状态有着相应的行为。

何时使用状态模式

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 elseif 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。

不只是根据状态，也有根据属性。如果某个对象的属性不同，对象的行为就不一样，这点在数据库系统中出现频率比较高，我们经常会在一个数据表的尾部，加上property属性含义的字段，用以标识记录中一些特殊性质的记录，这种属性的改变(切换)又是随时可能发生的，就有可能要使用State。

在实际使用，类似开关一样的状态切换是很多的，但有时并不是那么明显，取决于你的经验和对系统的理解深度。

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：
　

if (which==1) state="hello";
　else if (which==2) state="hi";
　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：

　if (state.euqals("bye")) state="hello";
　else if (state.euqals("hello")) state="hi";
　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。

请看下例：

public class Context{
　　private Color state=null;
　　public void push(){
　　　　//如果当前red状态 就切换到blue
　　　　if (state==Color.red) state=Color.blue;
　　　　//如果当前blue状态 就切换到green
　　　　else if (state==Color.blue) state=Color.green;
　　　　//如果当前black状态 就切换到red
　　　　else if (state==Color.black) state=Color.red;
　　　　//如果当前green状态 就切换到black
　　　　else if (state==Color.green) state=Color.black;
　　　　Sample sample=new Sample(state);
　　　　sample.operate();
　　}
　　public void pull(){
　　　　//与push状态切换正好相反
　　　　if (state==Color.green) state=Color.blue;
　　　　else if (state==Color.black) state=Color.green;
　　　　else if (state==Color.blue) state=Color.red;
　　　　else if (state==Color.red) state=Color.black;
　　　　Sample2 sample2=new Sample2(state);
　　　　sample2.operate();
　　}
}

在上例中，我们有两个动作push推和pull拉，这两个开关动作，改变了Context颜色，至此，我们就需要使用State模式优化它。

另外注意：但就上例,state的变化，只是简单的颜色赋值，这个具体行为是很简单的，State适合巨大的具体行为，因此在,就本例，实际使用中也不一定非要使用State模式，这会增加子类的数目，简单的变复杂。

例如：银行帐户，经常会在Open 状态和Close状态间转换。

例如：经典的TcpConnection，Tcp的状态有创建 侦听 关闭三个，并且反复转换，其创建 侦听 关闭的具体行为不是简单一两句就能完成的，适合使用State。

例如：信箱POP帐号，会有四种状态，start HaveUsername Authorized quit，每个状态对应的行为应该是比较大的，适合使用State。

例如：在工具箱挑选不同工具，可以看成在不同工具中切换，适合使用State。如 具体绘图程序，用户可以选择不同工具绘制方框 直线 曲线，这种状态切换可以使用State。

如何使用状态模式

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。

以上面的Context为例，我们要修改它，建立两个类型的实体。

第一步，首先建立一个父类：

public abstract class State{
　　public abstract void handlepush(Context c);
　　public abstract void handlepull(Context c);
　　public abstract void getcolor();
}

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：

public class BlueState extends State{
　public void handlepush(Context c){
　　//根据push方法"如果是blue状态的切换到green" ;
　　c.setState(new GreenState());
　}
　public void handlepull(Context c){
　　 //根据pull方法"如果是blue状态的切换到red" ;
　　c.setState(new RedState());
　}
　public abstract void getcolor(){ return (Color.blue)}
}

同样，其他状态的子类实现如blue一样。

第二步，要重新改写State manager 也就是本例的Context：

p

ublic class Context{
　private Sate state=null; //我们将原来的 Color state 改成了新建的State state;
　//setState是用来改变state的状态 使用setState实现状态的切换
　pulic void setState(State state){
　　　　this.state=state;
　}
　public void push(){
　　//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
　　state.handlepush(this);
　　//因为sample要使用state中的一个切换结果,使用getColor()
　　Sample sample=new Sample(state.getColor());
　　sample.operate();
　}
　public void pull(){
　　state.handlepull(this);
　　Sample2 sample2=new Sample2(state.getColor());
　　sample2.operate();
　}
}

至此，我们也就实现了State的refactorying过程。

以上只是相当简单的一个实例，在实际应用中，handlepush或handelpull的处理是复杂的。

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