23种设计模式之状态模式（State Pattern）

news2024/11/26 13:31:36

前言：大家好，我是小威，24届毕业生，在一家满意的公司实习。本篇文章将23种设计模式中的状态模式，此篇文章为一天学习一个设计模式系列文章，后面会分享其他模式知识。
如果文章有什么需要改进的地方还请大佬不吝赐教👏👏。
小威在此先感谢各位大佬啦~~🤞🤞
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以下正文开始
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文章目录

状态模式概念
状态模式步骤
状态模式优缺点
状态模式案例

状态模式概念

状态模式是一种行为型设计模式，它允许对象在内部状态改变时改变其行为，看起来像是对象更改了其类。状态模式将一个对象的状态作为一个独立的类来表示，这些状态的变化会导致对象的行为发生变化。

在状态模式中，通常会定义一个状态接口或抽象类，并在具体状态类中实现该接口或子类化该抽象类以实现不同状态之间的切换。上下文类则包含了一个指向状态对象的引用，可以根据需要将当前状态切换为不同状态。

状态模式步骤

定义状态接口：定义一个状态接口以统一所有状态。
实现具体状态类：实现每个具体状态类，并实现它们的行为。
定义上下文类：定义一个上下文类来维护当前状态，并将请求发送给当前状态对象。
实现上下文类：实现上下文类中的方法，以便能够更改当前状态并执行相应的操作。
使用状态模式：在客户端代码中使用状态模式。

状态模式优缺点

状态模式有以下优点：

增强了程序的可扩展性：由于状态和相应的行为被封装在不同的类中，因此可以相对容易地添加新的状态和行为。
将复杂的条件分支转换为轻量级的状态对象：通过使用状态模式，我们可以创建一组小而简单的状态类，每个状态类只负责实现特定的状态转换逻辑，而不是将所有逻辑都压缩到一个大的、难以维护和理解的“状态机”中。
促进代码的复用：将状态和相应的行为封装在不同的类中使得它们可以在多个对象之间共享，从而避免重复代码的出现。

缺点：

增加了类和对象的数量：由于需要定义独立的状态类，因此状态模式可能会增加类和对象的数量，这可能会增加系统的复杂性。
状态变化逻辑分散在多个状态类中：虽然该模式可以消除冗长的条件语句，但是状态之间的转换逻辑分散在多个状态类中，这可能会使代码难以理解和维护。

状态模式案例

首先我们创建一个状态接口（State）

public interface State {
    void handle();
}

接着创建具体状态类（ConcreteStateA和ConcreteStateB）

public class ConcreteStateA implements State {

    @Override
    public void handle() {
        System.out.println("当前状态为A");
    }

}

public class ConcreteStateB implements State {

    @Override
    public void handle() {
        System.out.println("当前状态为B");
    }

}

然后创建上下文类（Context）

public class Context {

    private State state;

    public void setState(State state) {
        this.state = state;
    }

    public void request() {
        state.handle(); // 调用当前状态的处理方法
    }

}

最后测试我们编写的代码

public class StatePatternDemo {

    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context(); // 创建上下文对象

        State stateA = new ConcreteStateA(); // 创建具体状态A对象
        context.setState(stateA); // 设置为具体状态A
        context.request();

        State stateB = new ConcreteStateB(); // 创建具体状态B对象
        context.setState(stateB); // 设置为具体状态B
        context.request();
    }

}

运行结果为：

当前状态为A
当前状态为B

在上述代码中，状态模式中的状态（State）接口定义了状态相关的行为方法。具体状态类（ConcreteStateA和ConcreteStateB）实现了状态接口，具体实现了不同的状态行为。上下文类（Context）中包含一个状态对象，可以根据需要将当前状态切换为不同状态，并且会在状态改变时通知状体对象进行相应处理。

测试代码中，先将上下文对象的状态设置为具体状态A并调用处理方法，在将状态设置为具体状态B并再次调用处理方法，从而实现了不同状态的切换和相应处理。

好了，本篇文章就先分享到这里了，后续将会继续介绍23种设计模式之其他模式，感谢大佬认真读完支持咯~
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