狀態(tài)模式原理分析

• 設(shè)計模式系列總覽
• 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
• 總結(jié)

設(shè)計模式系列總覽

設(shè)計模式飛機票

三大工廠模式	登機入口
策略模式	登機入口
委派模式	登機入口
模板方法模式	登機入口
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軟件設(shè)計7大原則和設(shè)計模式總結(jié)	登機入口

前言

狀態(tài)對于我們開發(fā)者而言是相當熟悉的，平常開發(fā)中總是離不開對象的狀態(tài)，比如我們審核流程，就是一個狀態(tài)不斷流轉(zhuǎn)的過程，訂單流程也是一個狀態(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)機模式(State Machine Pattern)，是允許對象在內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生改變的同時改變對象的行為，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對象在其內(nèi)部改變時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，裝逼時刻又到了：Talk is cheap，Show you the code，先看一個非常簡單的例子。

狀態(tài)模式示例

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

1、首先建立一個抽象的狀態(tài)類，這個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OrderContext對象，這個對象是用來負責狀態(tài)的切換的。

2、因為有三個狀態(tài)，所以我們新建三個具體的狀態(tài)類來實現(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("對不起，請先付錢");}@Overridepublic void receiveGoods() {System.out.println("對不起，請先付錢");} }

• 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)貨并送達目的地");this.orderContext.setState(this.orderContext.receiveGoods);//切換狀態(tài)}@Overridepublic void receiveGoods() {System.out.println("請稍等，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，不要重復付錢哦");}@Overridepublic void deliver() {System.out.println("商品已發(fā)貨并送達，請不要重復發(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，每個狀態(tài)都綁定了一個行為(也可以支持綁定多個)，并且在對應(yīng)的行為處理完畢之后會流轉(zhuǎn)到下一個狀態(tài)，對于不屬于當前狀態(tài)的行為則做出相應(yīng)的回應(yīng)。

3、再建立一個狀態(tài)上下文環(huán)境類，用來負責具體狀態(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，這個類里面也有點委派模式的影子，不同的行為委派給對應(yīng)的對象進行處理而自己不做處理，只負責狀態(tài)的切換。

4、最后再新建一個測試類進行測試：

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個角色：

• 環(huán)境類角色(Context)：定義客戶端需要的接口，內(nèi)部維護一個當前狀態(tài)實例，并負責具體狀態(tài)的切換。
• 抽象狀態(tài)角色(State)：定義每個狀態(tài)下對應(yīng)的行為，可以有一個或者多個行為。
• 具體狀態(tài)角色(ConcreteState)：具體實現(xiàn)該狀態(tài)對應(yīng)的行為，并且在需要的情況下實現(xiàn)狀態(tài)的切換。

狀態(tài)模式與責任鏈模式

看這個狀態(tài)模式的實現(xiàn)是有點和責任鏈模式相似，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)模式的下一個節(jié)點是各個狀態(tài)對象已經(jīng)了解的，而且狀態(tài)的流轉(zhuǎn)就是由內(nèi)部進行流轉(zhuǎn)，客戶端無法決定。
• 責任鏈模式
  “鏈路”上的對象并不知道下一個節(jié)點處理人是誰，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。策略模式中各個策略之間是獨立的，相互可以替換的，任意選擇其中一個策略就能滿足需求，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，后續(xù)就會自動流轉(zhuǎn)，各個狀態(tài)是一個整體，不存在可以互相替換的狀態(tài)。

狀態(tài)模式應(yīng)用場景

當控制一個對象狀態(tài)的條件表達式過于復雜的時候，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，這樣就可以把復雜的邏輯簡單化，使得對象的行為依賴于它的狀態(tài)，并且會隨著狀態(tài)的改變而同時改變行為。
狀態(tài)模式主要應(yīng)用于以下場景：

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

狀態(tài)模式優(yōu)缺點

優(yōu)點：

• 1、通過將每個狀態(tài)設(shè)置為獨立的對象，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。
• 2、將不同的狀態(tài)通過不同的類來表示，使得狀態(tài)切換時相比較于用數(shù)字或者字符串來表示時更加直觀，轉(zhuǎn)換目的也更加明確。
• 3、每個狀態(tài)類的職責單一明確，易于擴展。

缺點

• 1、狀態(tài)過多會引起類膨脹(事實上這也是大部分設(shè)計模式的通病)。
• 2、狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)相對較為復雜，容易造成代碼混亂。
• 3、對于支持狀態(tài)切換的狀態(tài)類違反了開閉原則，因為一旦狀態(tài)修改或者中間要新增狀態(tài)，則需要修改對應(yīng)的源代碼，否則會出現(xiàn)狀態(tài)切換錯誤。

總結(jié)

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

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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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