状态模式又称对象模式，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。这个对象看上去就像是改变了它的类一样。
1.结构
用一句话来说，状态模式把所研究的对象的行为包装在不同的状态对象里，每一个状态对象都属于一个抽象状态类的子类。状态模式的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。
结构如下:
涉及到的角色如下:
环境(Context)角色，也成上下文：定义客户端所感兴趣的接口，并且保留一个具体状态类的实例。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(State)角色：定义一个接口，用以封装环境（Context）对象的一个特定的状态所对应的行为。
具体状态(ConcreteState)角色：每一个具体状态类都实现了环境（Context）的一个状态所对应的行为。
源代码如下:
环境角色：
public class Context { private State state; public void setState(State state) { this.state = state; state.handleState(); } public State getState() { return state; } }
抽象状态:
/** * 状态类 * * @author Administrator * */ public interface State { void handleState(); }
具体状态A:
public class ConcreteSateA implements State { @Override public void handleState() { System.out.println("A状态处理请求"); } }
具体状态B:
public class ConcreteSateB implements State { @Override public void handleState() { System.out.println("B状态处理请求"); } }
客户端:
public class Client { public static void main(String[] args) { Context context = new Context(); State state = new ConcreteSateA(); context.setState(state); State state2 = new ConcreteSateB(); context.setState(state2); } }
结果:
A状态处理请求
B状态处理请求
注意:上面状态的变化是由客户端来决定的，也可以由具体状态决定，也就是由ConcreteState自行决定它的下一任状态。
2. 基于状态模式的红绿灯实现
路口的交通信号灯就有不同的状态，红灯停、绿灯行、黄灯暂停。而且状态是固定变化的，红->绿->蓝。假设红灯亮30s，绿灯30s，黄灯3s。
结构如下:
源代码如下:
环境角色:
public class Context { private LightState state; public void setState(LightState state) { this.state = state; } // 也可以将此方法直接写到上面setState方法中 void action() { state.action(this); } }
抽象状态:传context是为了在具体状态类中改变context状态
/** * 状态类 * * @author Administrator * */ public interface LightState { void action(Context context); }
具体状态类:
public class RedLightState implements LightState { @Override public void action(Context context) { System.out.println("红灯停"); // 模拟亮30秒钟 try { Thread.sleep(30 * 1000); } catch (InterruptedException ignored) { // ignore } // 改为绿灯 context.setState(new GreenLightState()); context.action(); } }
public class GreenLightState implements LightState { @Override public void action(Context context) { System.out.println("绿灯行"); // 模拟亮30秒钟 try { Thread.sleep(30 * 1000); } catch (InterruptedException ignored) { // ignore } // 改为黄灯 context.setState(new YellowLightState()); context.action(); } }
public class YellowLightState implements LightState { @Override public void action(Context context) { System.out.println("黄灯暂停"); // 模拟亮3秒钟 try { Thread.sleep(3 * 1000); } catch (InterruptedException ignored) { // ignore } // 改为红灯 context.setState(new RedLightState()); context.action(); } }
客户端:
public class Client { public static void main(String[] args) { Context context = new Context(); context.setState(new GreenLightState()); context.action(); } }
结果:
绿灯行
黄灯暂停
红灯停
绿灯行
...
总结:
意图：允许对象在内部状态发生改变时改变它的行为，对象看起来好像修改了它的类。
主要解决：对象的行为依赖于它的状态（属性），并且可以根据它的状态改变而改变它的相关行为。
何时使用：代码中包含大量与对象状态有关的条件语句。
如何解决：将各种具体的状态类抽象出来。
关键代码：通常命令模式的接口中只有一个方法。而状态模式的接口中有一个或者多个方法。而且，状态模式的实现类的方法，一般返回值，或者是改变实例变量的值。也就是说，状态模式一般和对象的状态有关。实现类的方法有不同的功能，覆盖接口中的方法。状态模式和命令模式一样，也可以用于消除 if...else 等条件选择语句。
应用实例： 1、打篮球的时候运动员可以有正常状态、不正常状态和超常状态。 2、曾侯乙编钟中，'钟是抽象接口','钟A'等是具体状态，'曾侯乙编钟'是具体环境（Context）。
优点： 1、封装了转换规则。 2、枚举可能的状态，在枚举状态之前需要确定状态种类。 3、将所有与某个状态有关的行为放到一个类中，并且可以方便地增加新的状态，只需要改变对象状态即可改变对象的行为。 4、允许状态转换逻辑与状态对象合成一体，而不是某一个巨大的条件语句块。 5、可以让多个环境对象共享一个状态对象，从而减少系统中对象的个数。
缺点： 1、状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。 2、状态模式的结构与实现都较为复杂，如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。 3、状态模式对"开闭原则"的支持并不太好，对于可以切换状态的状态模式，增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码，否则无法切换到新增状态，而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。
使用场景： 1、行为随状态改变而改变的场景。 2、条件、分支语句的代替者。
注意事项：在行为受状态约束的时候使用状态模式，而且状态不超过 5 个。