[Java知识库]一起走进状态模式

一.介绍

状态模式（State Pattern）属于行为型模式。当控制一个对象状态转换的条件表达式过于复杂时，把相关判断逻辑提取出来，用各个不同的状态类进行表示，系统处于哪种状态，直接使用相应的状态类对象进行处理，从而消除if/else、switch/case语句

二.UML类图

定义了多个状态，每个状态类仅实现自己的逻辑，由环境类负责切换状态

三.示意代码

业务代码

//环境类
public class Car {
    private CarState carState;

    public Car(CarState carState) {
        this.carState = carState;
    }

    public void setCarState(CarState carState) {
        this.carState = carState;
    }

    public void openDoor(){
        carState.openDoor();
    }

    public void closeDoor(){
        carState.closeDoor();
    }

    public void runCar(){
        carState.runCar();
    }
}

//抽象状态类
abstract class CarState{
    public abstract void openDoor();
    public abstract void closeDoor();
    public abstract void runCar();
}

//具体状态类
class OpenState extends CarState{
    @Override
    public void openDoor() {
        System.out.println("can not open the door");
    }

    @Override
    public void closeDoor() {
        System.out.println("close the door success");
    }

    @Override
    public void runCar() {
        System.out.println("can not run the car");
    }
}

//具体状态类
class CloseState extends CarState{
    @Override
    public void openDoor() {
        System.out.println("open the door success");
    }

    @Override
    public void closeDoor() {
        System.out.println("can not close the door");
    }

    @Override
    public void runCar() {
        System.out.println("run the car success");
    }
}

客户端

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        CarState state = new CloseState();
        Car car = new Car(state);
        car.openDoor();
        car.setCarState(new OpenState());
        car.runCar();
    }
}

四.使用场景

• 行为随状态改变而改变
• 消除复杂的if/else
• 状态类大概率会新增
• 状态类中的方法大概率不会新增

五.状态模式与策略模式对比

状态模式与策略模式的UML类图几乎相同，因此比较一下两者的差异

• 状态模式
  • 状态之间可以存在互相依赖的关系
  • 状态之间互相转换，可以反复
• 策略模式
  • 多种算法行为选择一个就能满足
  • 算法之间彼此独立

六.优点

• 减少多重条件判断(使用状态模式可以避免多重条件判断)
• 符合开闭原则(结合工厂模式，生成状态的具体子类对象)
• 状态之间可以自由转换
• 符合单一职责原则(将不同状态的行为分隔开)