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23种设计模式----状态模式----行为型模式

本文深入解析状态模式，通过实例展示如何利用类表示不同状态及其操作，避免复杂的状态判断分支，提高代码可读性和维护性。

发表于 更新于
作者 贾永琪
16 分钟阅读
23种设计模式----状态模式----行为型模式

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  • 原文链接：https://jiayq.blog.csdn.net/article/details/84992002
  • 发布时间：2018-12-13 17:21:15
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  • 分类：java同时被 2 个专栏收录, 订阅专栏, 设计模式
  • 标签：#状态模式, #23种设计模式, #行为型模式, #类表示状态, #依赖于状态的操作

摘要

文章浏览阅读1.4k次。本文深入解析状态模式，通过实例展示如何利用类表示不同状态及其操作，避免复杂的状态判断分支，提高代码可读性和维护性。

状态模式

  • 1.什么是状态模式
  • 2.核心思想
  • 3.角色
  • 4.例子
    • 4.1 项目结构
      • 4.2抽象的状态
      • 4.3具体的状态
      • 4.4 抽象的事物
      • 4.5 具体的事物
      • 4.6使用者
      • 4.7 结果
  • 5.扩展
    • 5.1项目结构
      • 5.2 抽象的中介者
      • 5.3 具体的中介者
      • 5.4 使用者
      • 5.5 结果
  • 6.总结

23种设计模式

1.什么是状态模式

对于一个事物，不同的状态下有不同的操作，那么需要知道事物的操作时，需要先判断事物的状态，然后调用事物的操作。
举一个通俗的例子：人在1天里有不同事情需要做，如果把每一个小时作为1个状态，那么人在1天里有24个状态，每个状态的操作都不同。
通常的做法是，首先判断现在是什么时间，从而获取到这个人现在的状态是什么，然后执行相应的方法。那么24个状态需要25个if分支判断（包含一个其他）。
当状态更多时，需要更多的分支。
为了解决因为状态多而判断分支多的问题，状态模式可以避免这种情况。

2.核心思想

首先，对于不同的状态，我们抽象一个状态的接口，这里定义了每一个状态都必须执行的方法。
然后每一种状态都是一个类，实现抽象的状态，并且自定义自己的操作。
然后改变不同的子类去执行抽象类中定义的方法，这样就实现了不同的状态之间的切换但不需要使用判断分支。
依赖于状态的操作
我们定义了状态的接口，然后定义了许多的实际的状态。切换的状态不同，执行的操作也不同。
委托
实际上我们并需要调用状态的方法，我们的目的是调用事物的方法，只是因为状态的不同，事物执行的操作不同。
所以，在事物的操作里面对于抽象的状态做一个委托，根据当前事物持有的实际的状态，调用实际的状态的方法。

3.角色

抽象的状态：定义事物在所有的状态下都有的方法
实际的状态：不同状态下不同的操作
抽象的事物：定义事物的状态的切换以及执行抽象状态方法的方法
实际的事物：实现方法，委托。

4.例子

4.1 项目结构

在这里插入图片描述

4.2抽象的状态

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package state.intf;

public interface AbsState {

	public void sayState();
	
}

4.3具体的状态

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package state.impl;

import state.intf.AbsState;

public class State0 implements AbsState{

	@Override
	public void sayState() {
		System.out.println(this.getClass().getName());
	}

}




package state.impl;

import state.intf.AbsState;

public class State1 implements AbsState{

	@Override
	public void sayState() {
		System.out.println(this.getClass().getName());
	}

}




package state.impl;

import state.intf.AbsState;

public class State2 implements AbsState{

	@Override
	public void sayState() {
		System.out.println(this.getClass().getName());
	}

}




package state.impl;

import state.intf.AbsState;

public class State3 implements AbsState{

	@Override
	public void sayState() {
		System.out.println(this.getClass().getName());
	}

}




package state.impl;

import state.intf.AbsState;

public class State4 implements AbsState{

	@Override
	public void sayState() {
		System.out.println(this.getClass().getName());
	}

}




package state.impl;

import state.intf.AbsState;

public class State5 implements AbsState{

	@Override
	public void sayState() {
		System.out.println(this.getClass().getName());
	}

}

4.4 抽象的事物

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package people.abs;

import state.intf.AbsState;

public abstract class People {

	protected String name;
	
	protected String message;
	
	protected AbsState absState;
	
	public void changeState(AbsState absState){
		this.absState = absState;
	}

	protected void sayState(){
		this.absState.sayState();
	}

	protected String getName() {
		return name;
	}

	protected void setName(String name) {
		this.name = name;
	}

	protected String getMessage() {
		return message;
	}

	protected void setMessage(String message) {
		this.message = message;
	}
	
}

4.5 具体的事物

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package people.impl;

import people.abs.People;

public class People1 extends People{

	public void sayState(){
		System.out.println(getName());
		this.absState.sayState();
		System.out.println(getMessage());
	}
	
	public String getName() {
		return super.name;
	}

	public void setName(String name) {
		super.name = name;
	}
	
	public String getMessage() {
		return message;
	}

	public void setMessage(String message) {
		this.message = message;
	}
	
}

4.6使用者

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package client;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import people.impl.People1;
import state.impl.State0;
import state.impl.State1;
import state.impl.State2;
import state.impl.State3;
import state.impl.State4;
import state.impl.State5;
import state.intf.AbsState;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		
		System.out.println("create a people");
		People1 people1 = new People1();
		people1.setName("lili");
		people1.setMessage("hello");
		System.out.println("people init over");
		System.out.println(people1.getName());
		System.out.println(people1.getMessage());
		
		System.out.println("init states");
		List<AbsState> states = new ArrayList<AbsState>();
		states.add(new State0());
		states.add(new State1());
		states.add(new State2());
		states.add(new State3());
		states.add(new State4());
		states.add(new State5());
		for(AbsState state : states){
			state.sayState();
		}
		System.out.println("states over");
		
		System.out.println("now let us 60 times");
		for(int i = 0;i < 60;i++){
			System.out.println("******"+i+"******");
			people1.changeState(states.get(i%6));
			people1.sayState();
			System.out.println("************");
		}
	}

}

4.7 结果

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create a people
people init over
lili
hello
init states
state.impl.State0
state.impl.State1
state.impl.State2
state.impl.State3
state.impl.State4
state.impl.State5
states over
now let us 60 times
******0******
lili
state.impl.State0
hello
************
******1******
lili
state.impl.State1
hello
************
******2******
lili
state.impl.State2
hello
************
******3******
lili
state.impl.State3
hello
************
******4******
lili
state.impl.State4
hello
************
******5******
lili
state.impl.State5
hello
************
******6******
lili
state.impl.State0
hello
************
******7******
lili
state.impl.State1
hello
************
******8******
lili
state.impl.State2
hello
************
******9******
lili
state.impl.State3
hello
************
******10******
lili
state.impl.State4
hello
************
******11******
lili
state.impl.State5
hello
************
******12******
lili
state.impl.State0
hello
************
******13******
lili
state.impl.State1
hello
************
******14******
lili
state.impl.State2
hello
************
******15******
lili
state.impl.State3
hello
************
******16******
lili
state.impl.State4
hello
************
******17******
lili
state.impl.State5
hello
************
******18******
lili
state.impl.State0
hello
************
******19******
lili
state.impl.State1
hello
************
******20******
lili
state.impl.State2
hello
************
******21******
lili
state.impl.State3
hello
************
******22******
lili
state.impl.State4
hello
************
******23******
lili
state.impl.State5
hello
************
******24******
lili
state.impl.State0
hello
************
******25******
lili
state.impl.State1
hello
************
******26******
lili
state.impl.State2
hello
************
******27******
lili
state.impl.State3
hello
************
******28******
lili
state.impl.State4
hello
************
******29******
lili
state.impl.State5
hello
************
******30******
lili
state.impl.State0
hello
************
******31******
lili
state.impl.State1
hello
************
******32******
lili
state.impl.State2
hello
************
******33******
lili
state.impl.State3
hello
************
******34******
lili
state.impl.State4
hello
************
******35******
lili
state.impl.State5
hello
************
******36******
lili
state.impl.State0
hello
************
******37******
lili
state.impl.State1
hello
************
******38******
lili
state.impl.State2
hello
************
******39******
lili
state.impl.State3
hello
************
******40******
lili
state.impl.State4
hello
************
******41******
lili
state.impl.State5
hello
************
******42******
lili
state.impl.State0
hello
************
******43******
lili
state.impl.State1
hello
************
******44******
lili
state.impl.State2
hello
************
******45******
lili
state.impl.State3
hello
************
******46******
lili
state.impl.State4
hello
************
******47******
lili
state.impl.State5
hello
************
******48******
lili
state.impl.State0
hello
************
******49******
lili
state.impl.State1
hello
************
******50******
lili
state.impl.State2
hello
************
******51******
lili
state.impl.State3
hello
************
******52******
lili
state.impl.State4
hello
************
******53******
lili
state.impl.State5
hello
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******54******
lili
state.impl.State0
hello
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******55******
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state.impl.State1
hello
************
******56******
lili
state.impl.State2
hello
************
******57******
lili
state.impl.State3
hello
************
******58******
lili
state.impl.State4
hello
************
******59******
lili
state.impl.State5
hello
************

↑

5.扩展

在上面的例子中，使用者持有所有的状态，并且完成切换。
现在使用中介者（仲裁者）模式来解决。

5.1项目结构

在这里插入图片描述

5.2 抽象的中介者

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package mediator.abs;

import people.abs.People;

public abstract class Mediator {

	protected People people; 
	
	protected abstract void changeState(int num);
	
	public Mediator(People people){
		this.people = people;
	}
	
	public void sayState(int num){
		changeState(num);
		people.sayState();
	}
	
}

5.3 具体的中介者

使用反射

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package mediator.impl;

import people.abs.People;
import mediator.abs.Mediator;
import state.intf.AbsState;

public class MediatorImpl extends Mediator{

	public MediatorImpl(People people) {
		super(people);
	}

	@Override
	protected void changeState(int num) {
		try {
			super.people.changeState((AbsState) Class.forName(
					"state.impl.State"+ (num % 6)).newInstance());
		} catch (InstantiationException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IllegalAccessException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

}

5.4 使用者

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package client;

import mediator.abs.Mediator;
import mediator.impl.MediatorImpl;
import people.impl.People1;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		
		System.out.println("create a people");
		People1 people1 = new People1();
		people1.setName("lili");
		people1.setMessage("hello");
		System.out.println("people init over");
		System.out.println(people1.getName());
		System.out.println(people1.getMessage());
		
		System.out.println("create Mediator");
		Mediator mediator = new MediatorImpl(people1);
		System.out.println("Mediator over");
		
		System.out.println("now let us 60 times");
		for(int i = 0;i < 60;i++){
			System.out.println("******"+i+"******");
			mediator.sayState(i);
			System.out.println("************");
		}
	}

}

5.5 结果

↓

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48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
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76
77
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79
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6.总结

主要还是理解一个思想：
类来表示状态
不同的类对应不同状态的操作
需要哪个状态就设置状态变量的值为相应的类的对象
就会执行正确的操作。
23种设计模式

状态模式, 23种设计模式, 行为型模式, 类表示状态, 依赖于状态的操作
本文由作者按照 CC BY 4.0 进行授权