? 在很多情况下,一个对象的行为取决于一个或多个动态变化的属性,这样的属性叫做状态,这样的对象叫做有状态的( stateful)对象,这样的对象状态是从事先定义好的一系列值中取出的。当一个这样的对象与外部事件产生互动时,其内部状态就会改变,从而使得系统的行为也随之发生变化
一个对象的行为取决于一个或多个动态变化的属性
状态
状态的( stateful)对象
在UML中可以使用状态图来描述对象状态的变化。
状态模式( state Pattern)的定义如下:允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为,对象看起来似乎修改了它的类。其别名为状态对象( Objects for States),状态模式是对象行为型模式
在其内部状态改变时改变它的行为
对象看起来似乎修改了它的类
状态对象( Objects for States)
对象行为型
状态模式包含如下角色:
? 下面演示一下
以视频播放为例
创建中国大学慕课Mooc课程视频的抽象类
public abstract class CourseVideoState { protected CourseVideoContext courseVideoContext; public void setCourseVideoContext(CourseVideoContext courseVideoContext) { this.courseVideoContext = courseVideoContext; } public abstract void play(); //播放 public abstract void speed(); //快进 public abstract void pause(); //暂停 public abstract void stop(); //停止 }
暂停状态
public class PauseState extends CourseVideoState { @Override public void play() { super.courseVideoContext.setCourseVideoState(CourseVideoContext.PLAY_STATE); } @Override public void speed() { super.courseVideoContext.setCourseVideoState(CourseVideoContext.SPEED_STATE); } @Override public void pause() { System.out.println("暂停播放课程视频状态"); } @Override public void stop() { super.courseVideoContext.setCourseVideoState(CourseVideoContext.STOP_STATE); } }
播放状态
public class PlayState extends CourseVideoState { @Override public void play() { System.out.println("正常播放课程视频状态"); } @Override public void speed() { super.courseVideoContext.setCourseVideoState(CourseVideoContext.SPEED_STATE); } @Override public void pause() { super.courseVideoContext.setCourseVideoState(CourseVideoContext.PAUSE_STATE); } @Override public void stop() { super.courseVideoContext.setCourseVideoState(CourseVideoContext.STOP_STATE); } }
快进状态
public class SpeedState extends CourseVideoState { @Override public void play() { super.courseVideoContext.setCourseVideoState(CourseVideoContext.PLAY_STATE); } @Override public void speed() { System.out.println("快进播放课程视频状态"); } @Override public void pause() { super.courseVideoContext.setCourseVideoState(CourseVideoContext.PAUSE_STATE); } @Override public void stop() { super.courseVideoContext.setCourseVideoState(CourseVideoContext.STOP_STATE); } }
停止状态
public class StopState extends CourseVideoState { @Override public void play() { super.courseVideoContext.setCourseVideoState(CourseVideoContext.PLAY_STATE); } @Override public void speed() { System.out.println("ERROR 停止状态不能快进!!"); } @Override public void pause() { System.out.println("ERROR 停止状态不能暂停!!"); } @Override public void stop() { System.out.println("停止播放课程视频状态"); } }
声明视频的上下文
public class CourseVideoContext { private CourseVideoState courseVideoState; public final static PlayState PLAY_STATE = new PlayState(); public final static StopState STOP_STATE = new StopState(); public final static PauseState PAUSE_STATE = new PauseState(); public final static SpeedState SPEED_STATE = new SpeedState(); public CourseVideoState getCourseVideoState() { return courseVideoState; } public void setCourseVideoState(CourseVideoState courseVideoState) { this.courseVideoState = courseVideoState; this.courseVideoState.setCourseVideoContext(this); } public void play(){ this.courseVideoState.play(); } public void speed(){ this.courseVideoState.speed(); } public void stop(){ this.courseVideoState.stop(); } public void pause(){ this.courseVideoState.pause(); } }
我们看一下类图 关注细节 中央的是四种状态 声明视频的上下文负责处理这些状态
测试
public class Test { public static void main(String[] args) { CourseVideoContext courseVideoContext = new CourseVideoContext(); courseVideoContext.setCourseVideoState(new PlayState()); System.out.println("当前状态:"+courseVideoContext.getCourseVideoState().getClass().getSimpleName()); courseVideoContext.pause(); System.out.println("当前状态:"+courseVideoContext.getCourseVideoState().getClass().getSimpleName()); courseVideoContext.speed(); System.out.println("当前状态:"+courseVideoContext.getCourseVideoState().getClass().getSimpleName()); courseVideoContext.stop(); System.out.println("当前状态:"+courseVideoContext.getCourseVideoState().getClass().getSimpleName()); courseVideoContext.speed(); } }
结果: Test相当于应用层了 再看一下类图 条理是非常清晰的 一定要关注视频上下文的类 和 各个状态类之间的联系 和编程思想
? 模式分析 状态模式描述了对象状态的变化以及对象如何在每一种状态下表现出不同的行为。
对象状态的变化
对象如何在每一种状态下表现出不同的行为。
状态模式的关键是引入了一个抽象类来专门表示对象的状态,这个类我们叫做抽象状态类,而对象的每种具体状态类都继承了该类,并在不同具体状态类中实现了不同状态的行为,包括各种状态之间的转换。
引入了一个抽象类来专门表示对象的状态
抽象状态类
在不同具体状态类中实现了不同状态的行为,包括各种状态之间的转换。
在状态模式结构中需要理解环境类与抽象状态类的作用:
? 模式优缺点
状态模式的优点
状态模式的缺点
? 在以下情况下可以使用状态模式:
? 模式应用 (1)状态模式在工作流或游戏等类型的软件中得以广泛使用,甚至可以用于这些系统的核心功能设计,如在政府OA办公系统中,一个批文的状态有多种:尚未办理;正在办理;正在批示;正在审核;已经完成等各种状态,而且批文状态不同时对批文的操作也有所差异。使用状态模式可以描述工作流对象(如批文)的状态转换以及不同状态下它所具有的行为。
(2)在目前主流的RPG( Role Play Game,角色扮演游戏)中,使用状态模式可以对游戏角色进行控制,游戏角色的升级伴随着其状态的变化和行为的变化。对于游戏程序本身也可以通过状态模式进行总控,一个游戏活动包括开始、运行、结束等状态,通过对状态的控制可以控制系统的行为,决定游戏的各个方面,因此可以使用状态模式对整个游戏的架构进行设计与实现。
(3)共享状态:在有些情况下多个环境对象需要共享同一个状态,如果希望在系统中实现多个环境对象实例共享一个或多个状态对象,那么需要将这些状态对象定义为环境的静态成员对象。
? 模式扩展
简单状态模式与可切换状态的状态模式
(1)简单状态模式:简单状态模式是指状态都相互独立,状态之间无须进行转换的状态模式,这是最简单的一种状态模式。对于这种状态模式,每个状态类都封装与状态相关的操作,而无须关心状态的切换,可以在客户端直接实例化状态类,然后将状态对象设置到环境类中。如果是这种简单的状态模式,它遵循“开闭原则”,在客户端可以针对抽象状态类进行编程,而将具体状态类写到配置文件中,同时增加新的状态类对原有系统也不造成任何影响。
(2)可切换状态的状态模式:大多数的状态模式都是可以切换状态的状态模式,在实现状态切换时,在具体状态类内部需要调用环境类 Context的 setstate()方法进行状态的转换操作,在具体状态类中可以调用到环境类的方法,因此状态类与环境类之间通常还存在关联关系或者依赖关系。通过在状态类中引用环境类的对象来回调环境类的 setstate(方法实现状态的切换。在这种可以切换状态的状态模式中,增加新的状态类可能需要修改其他某些状态类甚至环境类的源代码,否则系统无法切换到新增状态。
原文链接:https://blog.csdn.net/qq_42322103/article/details/95600673