状态模式

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状态模式，又称状态对象模式（Pattern of Objects for States），状态模式是对象的行为模式。

状态模式同意一个对象在其内部状态改变的时候改变其行为，这个对象看上去就像是改变了它的类一样。

状态模式的结构

用一句话来表述，状态模式把所研究的对象的行为包装在不同的状态对象里，每个状态对象都属于一个抽象状态类的一个子类。状态模式的意图是让一个对象在其内部状态改变的时候。其行为也随之改变。

状态模式的示意性类图例如以下所看到的：

状态模式所涉及到的角色有：

1、环境(Context)角色，也叫上下文：定义client所感兴趣的接口。而且保留一个详细状态类的实例。

这个详细状态类的实例给出此环境对象的现有状态。

2、抽象状态(State)角色：定义一个接口，用以封装环境（Context）对象的一个特定的状态所相应的行为。

3、详细状态(ConcreteState)角色：每个详细状态类都实现了环境（Context）的一个状态所相应的行为。

样例：

publicclass Context {
    //持有一个State类型的对象实例private State state;
    publicvoid setState(State state) {
        this.state = state;
    }
    /**
     * 用户感兴趣的接口方法
     */publicvoid request(String sampleParameter) {
        //转调state来处理        state.handle(sampleParameter);
    }
}

publicinterface State {
    /**
     * 状态相应的处理
     */publicvoid handle(String sampleParameter);
}

publicclass ConcreteStateA implements State {
    @Override
    publicvoid handle(String sampleParameter) {
        System.out.println("ConcreteStateA handle ：" + sampleParameter);
    }
}

publicclass ConcreteStateB implements State {
    @Override
    publicvoid handle(String sampleParameter) {
        System.out.println("ConcreteStateB handle ：" + sampleParameter);
    }
}

publicclass Client {
    publicstaticvoid main(String[] args){
        //创建状态
        State state = new ConcreteStateB();
        //创建环境
        Context context = new Context();
        //将状态设置到环境中

        context.setState(state);
        //请求
        context.request("test");
    }
}

从上面能够看出。环境类Context的行为request()委派给某一个详细状态类来运行。

通过使用多态性原则，能够动态改变环境类Context的属性State的内容，使其从指向一个详细状态类变换到指向还有一个详细状态类，从而使环境类的行为request()由不同的详细状态类来运行。

使用场景

考虑一个在线投票系统的应用，要实现控制同一个用户仅仅能投一票，假设一个用户重复投票，并且投票次数超过5次。则判定为恶意刷票，要取消该用户投票的资格，当然同一时候也要取消他所投的票；假设一个用户的投票次数超过8次。将进入黑名单，禁止再登录和使用系统。

要使用状态模式实现，首先须要把投票过程的各种状态定义出来，依据以上描写叙述大致分为四种状态：正常投票、重复投票、恶意刷票、进入黑名单。然后创建一个投票管理对象（相当于Context）。

系统的结构图例如以下所看到的：

代码：

publicinterface VoteState {
    /**
     * 处理状态相应的行为
     * @param user    投票人
     * @param voteItem    投票项
     * @param voteManager    投票上下文，用来在实现状态相应的功能处理的时候。
     *                         能够回调上下文的数据
     */publicvoid vote(String user,String voteItem,VoteManager voteManager);
}

详细状态类——正常投票

publicclass NormalVoteState implements VoteState {
    @Override
    publicvoid vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
        //正常投票。记录到投票记录中

        voteManager.getMapVote().put(user, voteItem);
        System.out.println("恭喜投票成功");
    }
}

详细状态类——反复投票

publicclass RepeatVoteState implements VoteState {
    @Override
    publicvoid vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
        //反复投票。临时不做处理
        System.out.println("请不要反复投票");
    }
}

详细状态类——恶意刷票

publicclass SpiteVoteState implements VoteState {
    @Override
    publicvoid vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
        // 恶意投票，取消用户的投票资格，并取消投票记录
        String str = voteManager.getMapVote().get(user);
        if(str != null){
            voteManager.getMapVote().remove(user);
        }
        System.out.println("你有恶意刷屏行为，取消投票资格");
    }
}

详细状态类——黑名单

publicclass BlackVoteState implements VoteState {
    @Override
    publicvoid vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
        //记录黑名单中，禁止登录系统
        System.out.println("进入黑名单，将禁止登录和使用本系统");
    }
}

环境类

publicclass VoteManager {
    //持有状体处理对象

    private VoteState state = null;
    //记录用户投票的结果。Map<String,String>相应Map<username称，投票的选项>

    private Map<String,String> mapVote = new HashMap<String,String>();
    //记录用户投票次数，Map<String,Integer>相应Map<username称。投票的次数>

    private Map<String,Integer> mapVoteCount = new HashMap<String,Integer>();
    /**
     * 获取用户投票结果的Map
     */public Map<String, String> getMapVote() {
        return mapVote;
    }
    /**
     * 投票
     * @param user    投票人
     * @param voteItem    投票的选项
     */publicvoid vote(String user,String voteItem){
        //1.为该用户添加投票次数
        //从记录中取出该用户已有的投票次数
        Integer oldVoteCount = mapVoteCount.get(user);
        if(oldVoteCount == null){
            oldVoteCount = 0;
        }
        oldVoteCount += 1;
        mapVoteCount.put(user, oldVoteCount);
        //2.推断该用户的投票类型，就相当于推断相应的状态
        //究竟是正常投票、反复投票、恶意投票还是上黑名单的状态

        if(oldVoteCount == 1){
            state = new NormalVoteState();
        }
        elseif(oldVoteCount > 1 && oldVoteCount < 5){
            state = new RepeatVoteState();
        }
        elseif(oldVoteCount >= 5 && oldVoteCount <8){
            state = new SpiteVoteState();
        }
        elseif(oldVoteCount > 8){
            state = new BlackVoteState();
        }
        //然后转调状态对象来进行对应的操作
        state.vote(user, voteItem, this);
    }
}

client类

publicclass Client {
    publicstaticvoid main(String[] args) {
        VoteManager vm = new VoteManager();
        for(int i=0;i<9;i++){
            vm.vote("u1","A");
        }
    }
}

从上面的演示样例能够看出，状态的转换基本上都是内部行为。主要在状态模式内部来维护。比方对于投票的人员，不论什么时候他的操作都是投票，可是投票管理对象的处理却不一定一样，会依据投票的次数来推断状态，然后依据状态去选择不同的处理。