狀態(tài)模式原理分析

• 設(shè)計(jì)模式系列總覽
• 前言
• 什么是狀態(tài)模式
• 狀態(tài)模式示例
• 狀態(tài)模式角色
• 狀態(tài)模式與責(zé)任鏈模式
• 狀態(tài)模式與策略模式
• 狀態(tài)模式應(yīng)用場景
• 狀態(tài)模式優(yōu)缺點(diǎn)
• 總結(jié)

設(shè)計(jì)模式系列總覽

設(shè)計(jì)模式飛機(jī)票

三大工廠模式	登機(jī)入口
策略模式	登機(jī)入口
委派模式	登機(jī)入口
模板方法模式	登機(jī)入口
觀察者模式	登機(jī)入口
單例模式	登機(jī)入口
原型模式	登機(jī)入口
代理模式	登機(jī)入口
裝飾者模式	登機(jī)入口
適配器模式	登機(jī)入口
建造者模式	登機(jī)入口
責(zé)任鏈模式	登機(jī)入口
享元模式	登機(jī)入口
組合模式	登機(jī)入口
門面模式	登機(jī)入口
橋接模式	登機(jī)入口
中介者模式	登機(jī)入口
迭代器模式	登機(jī)入口
狀態(tài)模式	登機(jī)入口
解釋器模式	登機(jī)入口
備忘錄模式	登機(jī)入口
命令模式	登機(jī)入口
訪問者模式	登機(jī)入口
軟件設(shè)計(jì)7大原則和設(shè)計(jì)模式總結(jié)	登機(jī)入口

前言

狀態(tài)對(duì)于我們開發(fā)者而言是相當(dāng)熟悉的，平常開發(fā)中總是離不開對(duì)象的狀態(tài)，比如我們審核流程，就是一個(gè)狀態(tài)不斷流轉(zhuǎn)的過程，訂單流程也是一個(gè)狀態(tài)不斷流轉(zhuǎn)的過程，而狀態(tài)模式就是為了更好地解決我們狀態(tài)流轉(zhuǎn)過程中的業(yè)務(wù)處理邏輯。

什么是狀態(tài)模式

狀態(tài)模式(State Pattern)也稱為狀態(tài)機(jī)模式(State Machine Pattern)，是允許對(duì)象在內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生改變的同時(shí)改變對(duì)象的行為，使得看起來像是修改了類一樣。

狀態(tài)模式中的類的行為是由狀態(tài)決定的，不同的狀態(tài)有不同的行為。狀態(tài)模式的意圖是讓一個(gè)對(duì)象在其內(nèi)部改變時(shí)行為也隨之一起改變。

狀態(tài)模式的核心就是給每一種狀態(tài)綁定一種行為。

好了，裝逼時(shí)刻又到了：Talk is cheap，Show you the code，先看一個(gè)非常簡單的例子。

狀態(tài)模式示例

下面我們就以訂單狀態(tài)的流轉(zhuǎn)來寫一個(gè)簡單的示例，我們假設(shè)訂單只有三個(gè)狀態(tài)：待支付，待收貨，已收貨(完成)。

1、首先建立一個(gè)抽象的狀態(tài)類，這個(gè)類需要定義所有狀態(tài)的所有行為：

package com.zwx.design.pattern.state;public abstract class AbstractOrderState {protected OrderContext orderContext;public AbstractOrderState(OrderContext orderContext) {this.orderContext = orderContext;}public abstract void payOrder();public abstract void deliver();public abstract void receiveGoods(); }

注意這里面集成了一個(gè)OrderContext對(duì)象，這個(gè)對(duì)象是用來負(fù)責(zé)狀態(tài)的切換的。

2、因?yàn)橛腥齻€(gè)狀態(tài)，所以我們新建三個(gè)具體的狀態(tài)類來實(shí)現(xiàn)抽象狀態(tài)類：

• 待支付狀態(tài)類：

package com.zwx.design.pattern.state;public class WaitPaidOrderState extends AbstractOrderState {public WaitPaidOrderState(OrderContext orderContext) {super(orderContext);}@Overridepublic void payOrder() {//相當(dāng)于待支付的狀態(tài)綁定了支付行為System.out.println("支付成功");this.orderContext.setState(this.orderContext.waitDeliver);//切換狀態(tài)}@Overridepublic void deliver() {System.out.println("對(duì)不起，請(qǐng)先付錢");}@Overridepublic void receiveGoods() {System.out.println("對(duì)不起，請(qǐng)先付錢");} }

• 待發(fā)貨狀態(tài)類：

package com.zwx.design.pattern.state;public class WaitDeliverOrderState extends AbstractOrderState {public WaitDeliverOrderState(OrderContext orderContext) {super(orderContext);}@Overridepublic void payOrder() {System.out.println("你已經(jīng)付過錢了");}@Overridepublic void deliver() {System.out.println("商品已發(fā)貨并送達(dá)目的地");this.orderContext.setState(this.orderContext.receiveGoods);//切換狀態(tài)}@Overridepublic void receiveGoods() {System.out.println("請(qǐng)稍等，商品即將發(fā)貨");} }

• 已收貨狀態(tài)類：

package com.zwx.design.pattern.state;public class ReceiveGoodsOrderState extends AbstractOrderState{public ReceiveGoodsOrderState(OrderContext orderContext) {super(orderContext);}@Overridepublic void payOrder() {System.out.println("您已經(jīng)付過錢啦，不要重復(fù)付錢哦");}@Overridepublic void deliver() {System.out.println("商品已發(fā)貨并送達(dá)，請(qǐng)不要重復(fù)發(fā)貨");}@Overridepublic void receiveGoods() {System.out.println("用戶已收到商品，此次交易結(jié)束");} }

我們可以看到，每個(gè)狀態(tài)都綁定了一個(gè)行為(也可以支持綁定多個(gè))，并且在對(duì)應(yīng)的行為處理完畢之后會(huì)流轉(zhuǎn)到下一個(gè)狀態(tài)，對(duì)于不屬于當(dāng)前狀態(tài)的行為則做出相應(yīng)的回應(yīng)。

3、再建立一個(gè)狀態(tài)上下文環(huán)境類，用來負(fù)責(zé)具體狀態(tài)的切換：

package com.zwx.design.pattern.state;/*** @author zwx* @version 1.0* @date 2020/10/5* @since jdk1.8*/ public class OrderContext {AbstractOrderState waitPaid;AbstractOrderState waitDeliver;AbstractOrderState receiveGoods;AbstractOrderState currState;//當(dāng)前狀態(tài)public OrderContext() {this.waitPaid = new WaitPaidOrderState(this);this.waitDeliver = new WaitDeliverOrderState(this);this.receiveGoods = new ReceiveGoodsOrderState(this);currState = waitPaid;}void setState(AbstractOrderState state){this.currState = state;}public void payOrder(){currState.payOrder();}public void deliver(){currState.deliver();}public void receiveGoods(){currState.receiveGoods();} }

可以看到，這個(gè)類里面也有點(diǎn)委派模式的影子，不同的行為委派給對(duì)應(yīng)的對(duì)象進(jìn)行處理而自己不做處理，只負(fù)責(zé)狀態(tài)的切換。

4、最后再新建一個(gè)測試類進(jìn)行測試：

package com.zwx.design.pattern.state;public class TestState {public static void main(String[] args) {OrderContext orderContext = new OrderContext();orderContext.payOrder();orderContext.deliver();orderContext.receiveGoods();} }

輸出結(jié)果為:

支付成功 商品已發(fā)貨并送達(dá)目的地 用戶已收到商品，此次交易結(jié)束

狀態(tài)模式角色

從上面示例中，我們可以得出狀態(tài)模式主要有3個(gè)角色：

• 環(huán)境類角色(Context)：定義客戶端需要的接口，內(nèi)部維護(hù)一個(gè)當(dāng)前狀態(tài)實(shí)例，并負(fù)責(zé)具體狀態(tài)的切換。
• 抽象狀態(tài)角色(State)：定義每個(gè)狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的行為，可以有一個(gè)或者多個(gè)行為。
• 具體狀態(tài)角色(ConcreteState)：具體實(shí)現(xiàn)該狀態(tài)對(duì)應(yīng)的行為，并且在需要的情況下實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的切換。

狀態(tài)模式與責(zé)任鏈模式

看這個(gè)狀態(tài)模式的實(shí)現(xiàn)是有點(diǎn)和責(zé)任鏈模式相似，都是一條鏈去處理，可以這么說在某種場景下這兩種模式可以互相替換，但是這兩種模式也是有本質(zhì)區(qū)別的。

• 狀態(tài)模式：
  狀態(tài)模式的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)是各個(gè)狀態(tài)對(duì)象已經(jīng)了解的，而且狀態(tài)的流轉(zhuǎn)就是由內(nèi)部進(jìn)行流轉(zhuǎn)，客戶端無法決定。
• 責(zé)任鏈模式
  “鏈路”上的對(duì)象并不知道下一個(gè)節(jié)點(diǎn)處理人是誰，而是由客戶端自行組裝決定的。

狀態(tài)模式與策略模式

狀態(tài)模式和策略模式都能用來消除大量的if/else場景，但是也有本質(zhì)區(qū)別。策略模式中各個(gè)策略之間是獨(dú)立的，相互可以替換的，任意選擇其中一個(gè)策略就能滿足需求，而且是由客戶端自己做出選擇。而狀態(tài)模式客戶端只能選擇初始節(jié)點(diǎn)，后續(xù)就會(huì)自動(dòng)流轉(zhuǎn)，各個(gè)狀態(tài)是一個(gè)整體，不存在可以互相替換的狀態(tài)。

狀態(tài)模式應(yīng)用場景

當(dāng)控制一個(gè)對(duì)象狀態(tài)的條件表達(dá)式過于復(fù)雜的時(shí)候，就可以考慮使用狀態(tài)模式，通過把狀態(tài)的判斷邏輯轉(zhuǎn)移到表示不同狀態(tài)的一系列類中，這樣就可以把復(fù)雜的邏輯簡單化，使得對(duì)象的行為依賴于它的狀態(tài)，并且會(huì)隨著狀態(tài)的改變而同時(shí)改變行為。
狀態(tài)模式主要應(yīng)用于以下場景：

• 1、對(duì)象的行為需要隨著狀態(tài)的改變而改變時(shí)。
• 2、當(dāng)我們一個(gè)操作中需要根據(jù)狀態(tài)來寫大量的if/else邏輯時(shí)

狀態(tài)模式優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

• 1、通過將每個(gè)狀態(tài)設(shè)置為獨(dú)立的對(duì)象，消除了代碼中存在的大量if/else等判斷分支，使得代碼更加簡潔，更容易維護(hù)。
• 2、將不同的狀態(tài)通過不同的類來表示，使得狀態(tài)切換時(shí)相比較于用數(shù)字或者字符串來表示時(shí)更加直觀，轉(zhuǎn)換目的也更加明確。
• 3、每個(gè)狀態(tài)類的職責(zé)單一明確，易于擴(kuò)展。

缺點(diǎn)

• 1、狀態(tài)過多會(huì)引起類膨脹(事實(shí)上這也是大部分設(shè)計(jì)模式的通病)。
• 2、狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)相對(duì)較為復(fù)雜，容易造成代碼混亂。
• 3、對(duì)于支持狀態(tài)切換的狀態(tài)類違反了開閉原則，因?yàn)橐坏顟B(tài)修改或者中間要新增狀態(tài)，則需要修改對(duì)應(yīng)的源代碼，否則會(huì)出現(xiàn)狀態(tài)切換錯(cuò)誤。

總結(jié)

本文主要介紹了狀態(tài)模式的定義，并通過一個(gè)簡單的示例來實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡單的狀態(tài)模式，最后將狀態(tài)模式和責(zé)任鏈模式進(jìn)行了對(duì)比分析，明確了其和策略模式，責(zé)任鏈模式的區(qū)別。

請(qǐng)關(guān)注我，和孤狼一起學(xué)習(xí)進(jìn)步。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【设计模式系列19】状态模式原理分析及其和策略模式，责任链模式的区别的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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