7.行为型 - 状态模式 (State)

1.定义

• 不同的状态抽象为不同的对象
• 将对象的行为包装在不同的状态对象中

2.适用场景

当对象的行为与状态有关时，此模式可以避免过多的分支判断语句。
状态模式实质上将每一个条件分支放到一个独立的类中，每一个对象不依赖其他对象而独立变化，通过多态来达到去除if-else分支判断语句。

3.UML类图

• 角色说明
  IState: 状态抽象接口， 定义一组接口，表示改状态下的行为
  ConcreteStateA: 具体状态类A，实现当前状态下的各个接口行为
  ConcreteStateB: 具体状态类B
  Context: 上下文类，持有一个IState的实例，定义了当前环境下的状态
• 要点
  与策略模式的UML一样，注意区分二者的本质特点：

4.UML示例代码

/**
 * Copyright (C), 2016-2020
 * FileName: IState
 * Author: wei.zheng
 * Date: 2019/12/7 21:36
 * Description: 抽象状态接口
 */
public interface IState {
    void nextChannel();

    void prevChannel();

    void volumeUp();

    void volumeDown();
}

/**
 * Copyright (C), 2016-2020
 * FileName: PowerOnState
 * Author: wei.zheng
 * Date: 2019/12/7 21:38
 * Description: 开机状态: 实现各个接口
 */
public class PowerOnState implements IState {
    @Override
    public void nextChannel() {
        System.out.println("下一个频道");
    }

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

    @Override
    public void volumeUp() {
        System.out.println("音量up");
    }

    @Override
    public void volumeDown() {
        System.out.println("音量down");
    }
}

/**
 * Copyright (C), 2016-2020
 * FileName: PowerOffState
 * Author: wei.zheng
 * Date: 2019/12/7 21:39
 * Description: 关机状态: 各个接口空实现
 */
public class PowerOffState implements IState {
    @Override
    public void nextChannel() {

    }

    @Override
    public void prevChannel() {

    }

    @Override
    public void volumeUp() {

    }

    @Override
    public void volumeDown() {

    }
}

/**
 * Copyright (C), 2016-2020
 * FileName: ControllerContext
 * Author: wei.zheng
 * Date: 2019/12/7 21:41
 * Description: 遥控器Context类
 */
public class ControllerContext {
    private IState mState;

    public void setState(IState state) {
        this.mState = state;
    }

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

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

    public void nextChannel() {
        mState.nextChannel();
    }

    public void prevChannel() {
        mState.prevChannel();
    }

    public void volumeUp() {
        mState.volumeUp();
    }

    public void volumeDown() {
        mState.volumeDown();
    }
}

/**
 * Copyright (C), 2016-2020
 * FileName: Client
 * Author: wei.zheng
 * Date: 2019/12/7 21:44
 * Description: 用户类
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ControllerContext mController = new ControllerContext();

        // 开机
        mController.powerOn();
        mController.nextChannel();
        mController.volumeUp();

        // 关机
        mController.powerOff();
        mController.nextChannel();
        mController.volumeUp();
    }
}

输出结果：

2019-12-07 21:54:45.550 6902-6902/com.example.state I/System.out: 开机
2019-12-07 21:54:45.550 6902-6902/com.example.state I/System.out: 下一个频道
2019-12-07 21:54:45.550 6902-6902/com.example.state I/System.out: 音量up
2019-12-07 21:54:45.551 6902-6902/com.example.state I/System.out: 关机

5.总结

• 与策略模式的比较
  状态模式将每个状态都定义为对象，其行为是平行的、不可替换的；
  策略模式的行为彼此独立，可互相替换。
• 优缺点
  优点：将if-else条件判断转换为多个状态类，保证了可扩展性与维护性
  缺点：增加了系统类与对象的个数