行为型（二）—状态模式

1、介绍

状态模式中的行为是由状态决定的，不同的状态有不同的行为。状态模式与策略模式的结构一样的，但它们的目的和本质不同，状态模式的行为是平行的，不可替换的，而策略模式的行为是对立的，可替换的。

2、定义

Allow an object to alter its behavior when its internal state changes. The object will appear to change its class.

当一个对象的内在类改变时允许改变其行为，这对象看起来像是改变了其类。

3、使用场景

对象的行为依赖它所处的状态，并且在运行是根据状态改变它的行为
代码中含有大量的跟状态有关的条件语句。

4、UML类图

角色说明：

Context：屏蔽高层模块对行为的直接访问，它持有一个State类的引用
State：对每个行为的抽象
ConcreteStateA、ConcreteStateB：具体的行为类。

5、示例

以遥控器为例来说明状态模式的实现。首先状态模式分为开机和关机状态，在开启状态下，可以进行切换频道、关机操作，但重复开机按键无效；在关机状态下，切换频道和重复关机无效，只能先进行开机操作。

首先看一下普通的实现方式。

/**
 * 电视控制类，含有开机、关机、下一个频道、上一个频道的功能
 * @author Administrator
 *
 */
public class TVController1 {
	private final static int POWER_ON = 1;
	private final static int POWER_OFF = 2;
	private int mState = POWER_OFF;
    public void powerOn(){
		if (mState == POWER_OFF) {
			System.out.println("开机了");
		}
		mState = POWER_ON;
	}
    public void powerOFF(){
    	if (mState == POWER_ON) {
			System.out.println("关机了");
		}
		mState = POWER_OFF;
	}
	public void nextChannel(){
		if (mState == POWER_ON) {
			System.out.println("下一个频道");
		}else {
			System.out.println("抱歉，没有开机");
		}
		
	}
    public void preChannel(){
    	if (mState == POWER_ON) {
			System.out.println("上一个频道");
		}else {
			System.out.println("抱歉，没有开机");
		}
	} 
}

在TVController类中，同名mState存储电视状态，在进行频道切换时，必须通过if-else进行条件判断进行操作，代码重复，相对较为混乱。

接下来，通过状态模式来实现。

/**
 * 状态接口
 * @author Administrator
 *
 */
public interface TVState {
	public void nextChannel();
	public void preChannel();
}

/**
 * 具体状态实现类，开机状态
 * @author Administrator
 *
 */
public class PowerOnState implements TVState {

	@Override
	public void nextChannel() {
		System.out.println("下一个频道");
	}

	@Override
	public void preChannel() {
		System.out.println("上一个频道");
	}

}

/**
 * 具体状态实现，关机状态
 */
public class PowerOffState implements TVState{
	@Override
	public void nextChannel() {
		System.out.println("抱歉，请先开机");
	}

	@Override
	public void preChannel() {
		System.out.println("抱歉，请先开机");
	}
}

/**
 * 电源操作接口
 */
public interface PowerController {
	public void powerOn();
	public void powerOff();
}

public class TVController implements PowerController{
	private TVState mState = null;

	public void setState(TVState state) {
		this.mState = state;
	}
	
	public void nextChannel(){
		mState.nextChannel();
	}
	
	public void preChannel() {
		mState.preChannel();
	}

	@Override
	public void powerOn() {
		setState(new PowerOnState());
		System.out.println("开机了");
	}

	@Override
	public void powerOff() {
		setState(new PowerOffState());
		System.out.println("关机了");
	}	
}

/**
 * 客户端调用
 */
public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		TVController controller = new TVController();
		controller.powerOn();
		controller.nextChannel();
		controller.preChannel();
		
		controller.powerOff();
		controller.nextChannel();
		controller.preChannel();
	}
}

输出结果如下：

开机了
下一个频道
上一个频道
关机了
抱歉，请先开机
抱歉，请先开机

6、总结

优点：State模式将所有与一个状态对象有关的行为组织成一个接口类，统一管理，结构清晰，避免代码臃肿，同时也保证了可扩展性和可维护性

缺点：子类太多，不易管理