Java描述设计模式(21)：状态模式

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一、生活场景

1、场景描述

变色龙是爬行动物，是非常奇特的动物，它有适于树栖生活的种种特征和行为，身体也会随着环境的变化而变化出适应环境的颜色，非常神奇。下面基于状态模式对该变化过程进行描述。

2、代码实现

public class C01_InScene {
    public static void main(String[] args) {
        Chameleon chameleon = new Chameleon("红色","花丛环境") ;
        LifeContext lifeContext = new LifeContext() ;
        // 树叶环境
        BodyColor bodyColor = new GreenColor ();
        lifeContext.setBodyColor(bodyColor);
        lifeContext.change(chameleon);
        // 树枝环境
        bodyColor = new GrayColor() ;
        lifeContext.setBodyColor(bodyColor);
        lifeContext.change(chameleon);
    }
}
/**
 * 变色龙
 */
class Chameleon {
    public String color ;
    public String contextDesc ;
    public Chameleon(String color, String contextDesc) {
        this.color = color;
        this.contextDesc = contextDesc;
    }
}
/**
 * 变色龙生存环境
 */
class LifeContext {
    private BodyColor bodyColor;
    public void setBodyColor(BodyColor bodyColor) {
        this.bodyColor = bodyColor;
    }
    public void change (Chameleon chameleon){
        bodyColor.change(chameleon) ;
    }
}
/**
 * 变色龙身体颜色抽象类
 */
interface BodyColor {
    void change (Chameleon chameleon);
}
/**
 * 变色龙身体颜色具体类
 */
class GreenColor implements BodyColor {
    @Override
    public void change(Chameleon chameleon) {
        System.out.println("变化前："+chameleon.color+";"+chameleon.contextDesc);
        chameleon.contextDesc = "树叶环境" ;
        chameleon.color = "绿色" ;
        System.out.println("变化后："+chameleon.color+";"+chameleon.contextDesc);
    }
}
class GrayColor implements BodyColor {
    @Override
    public void change(Chameleon chameleon) {
        System.out.println("变化前："+chameleon.color+";"+chameleon.contextDesc);
        chameleon.contextDesc = "树枝环境" ;
        chameleon.color = "灰色" ;
        System.out.println("变化后："+chameleon.color+";"+chameleon.contextDesc);
    }
}

二、状态模式

1、基础概念

状态模式是对象的行为模式，状态模式允许一个对象在其内部状态改变的时候改变其行为。状态模式把对象的行为封装在不同状态的对象中，每一个状态对象都是抽象状态类的子类。意图是让一个对象在其内部状态改变的时候，其行为也随之改变。

2、模式图解

3、核心角色

• 环境角色

持有具体状态类的对象实例。这个具体状态类的实例给出此环境对象的现有状态。

• 抽象状态角色

定义一个接口，封装环境对象的状态所对应的行为。

• 具体状态角色

具体状态类实现了环境的状态所对应的行为。

4、源码实现

public class C02_State {
    public static void main(String[] args){
        Context context = new Context();
        State state = new ConcreteStateA() ;
        context.setState(state);
        context.printInfo("当前环境状态A");
        state = new ConcreteStateB();
        context.setState(state);
        context.printInfo("当前环境状态B");
    }
}
/**
 * 环境角色
 */
class Context {
    private State state;
    public void setState(State state) {
        this.state = state;
    }
    public void printInfo (String info) {
        state.stateInfo(info);
    }
}
/**
 * 抽象状态角色
 */
interface State {
    void stateInfo (String param);
}
/**
 * 具体状态角色
 */
class ConcreteStateA implements State {
    @Override
    public void stateInfo (String info) {
        System.out.println("ConcreteStateA：" + info);
    }
}
class ConcreteStateB implements State {
    @Override
    public void stateInfo (String info) {
        System.out.println("ConcreteStateB：" + info);
    }
}

三、模式总结

1. 将容易产生问题的if-else语句拆分，状态模式将每个状态的行为封装到对应的一个类中，代码有很强的可读性。
2. 符合“开闭原则”，容易增删操作，管理状态。
3. 会存在很多状态时。每个状态都要一个对应的类，会产生很多类，增加维
   
   护难度。
4. 应用场景：当一个事件或者对象有很多种状态，状态之间会相互转换，不同的状态有不同的行为，可以考虑使用状态模式。

四、源代码地址

GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile/model-arithmetic-parent
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile/model-arithmetic-parent