23【状态设计模式】

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二十三、状态设计模式

23.1 状态设计模式简介

23.1.1 状态设计模式概述

状态设计模式（State Pattern）：允许对象在内部状态发生改变时，改变他的行为，对象看起来好像修改了它的类；

状态模式中类的行为是由状态来决定的，在不同的状态下有不同的行为。其核心是让一个对象在其内部改变的时候，行为也随之改变。状态模式关注的核心点时将状态与行为进行绑定，不同的状态具备不同的行为；

【场景举例】

状态模式在我们生活中比较常见

• 例1：如某个社交网站中，普通用户的权限为发布文章、浏览文章、使用限定皮肤，而VIP用户可以发布付费文章、浏览付费资源、使用更加精美的皮肤；普通用户和VIP用户这就是两个状态，不同状态可以做的事情（行为）是不一样的；
• 例2：在网站中，未登录的用户可以浏览文章、查看评论等，登录过后的用户权限更加多，还可以点赞文章、收藏文章、发布评论等；登录的用户和未登录的用户就是两个状态，不同状态可以做的事情（行为）是不一样的；

状态模式要实现的就是一个操作一个对象时，其内部自动发生状态改变，看起来好像是修改了其他类一样；

23.1.2 状态设计模式的UML类图

状态设计模式中主要有3个角色：

• 1）环境角色（Context）：也称为上下文，它定义了客户程序需要的接口，维护一个当前状态，并将与状态相关的操作委托给当前状态对象来处理。
• 2）抽象状态角色（State）：定义一个接口，用以封装环境对象中的特定状态所对应的行为。
• 3）具体状态角色（ConcreteState）：实现抽象状态所对应的行为。

23.2 状态设计模式的实现

【案例】

在网站中，未登录的用户可以浏览文章、查看评论等，登录过后的用户权限更加多，还可以点赞文章、收藏文章等；如果在未登录状态下点赞文章，一般网站会弹出登录框提醒用户登录，用户登录过后具备点赞文章、收藏文章等功能；

下面我们使用状态模式来实现上述案例；

• 1）抽象状态：

package com.pattern.demo01;

/**
 * @author lscl
 * @version 1.0
 * @intro: 抽象状态
 */
public abstract class AbstractUserState {

    protected Context context;

    public void setContext(Context context) {
        this.context = context;
    }

    // 点赞操作
    public abstract void thumbup();

    // 收藏操作
    public abstract void favorite();
}

• 2）登录状态（具体状态）：

package com.pattern.demo01;

/**
 * @author lscl
 * @version 1.0
 * @intro: 具体状态
 */
public class LoginState extends AbstractUserState {
    @Override
    public void thumbup() {
        System.out.println("点赞成功！");
    }

    @Override
    public void favorite() {
        System.out.println("收藏成功！");
    }
}

• 3）未登录状态（具体状态）：

package com.pattern.demo01;

/**
 * @author lscl
 * @version 1.0
 * @intro:
 */
public class UnLoginState extends AbstractUserState {
    @Override
    public void thumbup() {
        toLogin();
        System.out.println("点赞成功！");
    }

    @Override
    public void favorite() {
        toLogin();
        System.out.println("收藏成功！");
    }

    private void toLogin(){
        System.out.println("欢迎来到登录页面！");
        System.out.println("登录成功....");

        // 将状态设置为登录状态
        this.context.setState(this.context.LOGIN_STATE);
    }
}

• 4）上下文角色：

package com.pattern.demo01;

/**
 * @author lscl
 * @version 1.0
 * @intro: 上下文对象对具体的状态进行管理
 */
public class Context {

    // 登录的状态
    public static final AbstractUserState LOGIN_STATE = new LoginState();

    // 未登录的状态
    public static final AbstractUserState UNLOGIN_STATE = new UnLoginState();

    // 当前状态(默认为未登录)
    private AbstractUserState currentState = UNLOGIN_STATE;

    {
        // 初始化上下文
        LOGIN_STATE.setContext(this);
        UNLOGIN_STATE.setContext(this);
    }

    public void setState(AbstractUserState userState) {
        this.currentState = userState;
        this.currentState.setContext(this);
    }

    public void favorite() {
        // 调用当前状态进行收藏
        this.currentState.favorite();
    }

    public void thumbup() {
        // 调用当前状态进行点赞
        this.currentState.thumbup();
    }
}

• 5）测试类：

package com.pattern.demo01;

/**
 * @author lscl
 * @version 1.0
 * @intro:
 */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) {

        // 创建上下文对象,包含多种状态
        Context context=new Context();

        // 使用上下文中的默认状态进行操作,如果发现当前状态不具备操作的权限将会自动切换状态,给用户感觉换了一个类一样
        context.favorite();
        context.thumbup();
    }
}

23.3 状态设计模式的优缺点

• 优点：
  • 1）将状态转换显示化：通常对象的状态都是通过赋值进行表现，不够直观。而使用状态类，当状态切换时，是以不同的类进行表示的，转换目的更加明确；
  • 2）状态类职责明确，且具备扩展性；符合单一职责原则
• 缺点：
  • 1）类膨胀：如果一类事物具备过多的状态，则会造成类的数量过多
  • 2）虽然支持新增状态，这方面扩展性好；但是在新增状态时，需要修改原先状态切换部分的源码，否则状态也不能切换到新定义的状态，这方面扩展性差，不符合开闭原则；