状态模式

状态模式允许对象在内部状态改变时改变它的行为，对象看起来像修改它的类。

状态模式主要解决的是控制一个对象转换的条件表达式过于复杂时的情况，把状态的判断逻辑控制转移到表现不同状态的一系列类当中，可以把复杂的判断逻辑简化。

状态模式的结构

　　用一句话来表述，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一个子类。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。

状态模式的示意性类图如下所示：

《Head First 设计模式》之状态模式

状态模式所涉及到的角色有：

　　●　　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

　　环境角色类

public class Context {
    //持有一个State类型的对象实例
    private State state;

    public void setState(State state) {
        this.state = state;
    }
    /**
     * 用户感兴趣的接口方法
     */
    public void request(String sampleParameter) {
        //转调state来处理
        state.handle(sampleParameter);
    }
}

　　抽象状态类

public interface State {
    /**
     * 状态对应的处理
     */
    public void handle(String sampleParameter);
}

　　具体状态类

public class ConcreteStateA implements State {

    @Override
    public void handle(String sampleParameter) {

        System.out.println("ConcreteStateA handle ：" + sampleParameter);
    }

}

public class ConcreteStateB implements State {

    @Override
    public void handle(String sampleParameter) {

        System.out.println("ConcreteStateB handle ：" + sampleParameter);
    }

}

　　客户端类

public class Client {

    public static void main(String[] args){
        //创建状态
        State state = new ConcreteStateB();
        //创建环境
        Context context = new Context();
        //将状态设置到环境中
        context.setState(state);
        //请求
        context.request("test");
    }
}

从上面可以看出，环境类Context的行为request()是委派给某一个具体状态类的。通过使用多态性原则，可以动态改变环境类Context的属性State的内容，使其从指向一个具体状态类变换到指向另一个具体状态类，从而使环境类的行为request()由不同的具体状态类来执行。

星际中人族的机枪兵Marine有两种状态：普通状态和打了兴奋针后的状态，两种状态下机枪兵的开枪频率是不同的，我们用状态模式来实现机枪兵的fire()方法。

首先定义抽象状态State接口，这个接口指定了机枪兵的fire行为：

public interface State {
      public void fire();
}

State接口有一个fire()方法，我们实现两个子类NormalState和ExcitedState，分别表示普通状态和打了兴奋针后的状态，并实现具体的fire方法：

public class NormalState implements State {
      public void fire() {
         System.out.println("普通状态每秒开枪1次。");
      }
}
public class ExcitedState implements State {
      public void fire() {
         System.out.println("兴奋状态每秒开枪2次。");
      }

}

最后，定义机枪兵类Marine，每个Marine的实例代表一个机枪兵：

public class Marine {
      // 保持一个状态类的实例：
      private State state = new NormalState();
      // 为机枪兵设置状态：
      public void setState(State state) {
         this.state = state;
      }
      // fire()方法，实际调用的是state变量的fire()方法：
      public void fire() {
         state.fire();
      }
}

最后我们看看如何在客户端控制一个机枪兵的状态：

public static void main(String[] args) {   

   <span style="white-space:pre"></span>Marine marine = new Marine();    // 创建一个机枪兵的实例：                                    
        marine.fire();    // 调用fire()方法：                                     
        marine.setState(new ExcitedState()); // 设置为兴奋状态：    
        marine.fire();   // 再调用fire()方法：
}

对同一个Marine对象调用两次fire()方法，屏幕输出为：

   普通状态每秒开枪1次。
   兴奋状态每秒开枪2次。

可见机枪兵在两种状态下的同一个fire()方法有不同的行为。使用状态模式的好处是每个状态被封装到一个独立的类中，这些类可以独立变化，而主对象中没有繁琐的swich-case语句，并且添加新的状态非常容易，只需要从State派生一个新类即可。

状态模式和策略模式

仔细对比状态模式和策略模式，难免会产生疑问：这两个明明是一个东西嘛！下面我们就来分析下两者区别。

　　首先我要声明，在实际应用中只要能够使得你的代码灵活漂亮起来，何必计较这些方方面面的差别呢？

　　Brandon Goldfedder在《模式的乐趣》里是怎么说的：“strategy模式在结构上与state模式非常相似，但是在概念上，他们的目的差异非常大。区分这两个模式的关键是看行为是由状态驱动还是由一组算法驱动，这条规则似乎有点随意，但是在判断时还是需要考虑它。通常，State模式的“状态”是在对象内部的，Strategy模式的“策略”可以在对象外部，不过这也不是一条严格、可靠的规则。”

　　我很同意Brandon Goldfedder的观点。这两个模式的划分，就在于使用的目的是不同的——策略模式用来处理算法变化，而状态模式则是处理状态变化。

　　策略模式中，算法是否变化完全是由客户程序开决定的，而且往往一次只能选择一种算法，不存在算法中途发生变化的情况。从《深入浅出策略模式》中的例子可以很好的看出。

　　而状态模式如定义中所言，在它的生命周期中存在着状态的转变和行为得更改，而且状态变化是一个线形的整体；对于客户程序来言，这种状态变化往往是透明的。

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《Head First 设计模式》之状态模式

状态模式的结构

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状态模式和策略模式

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