设计模式学习总结(二十三)--状态模式

定义

在很多情况下，一个对象的行为取决于它的一个或多个变化的属性，这些属性我们称之为状态，这个对象称之为状态对象。对于状态对象而已，它的行为依赖于它的状态，比如你要预订房间，那么只有当该房间为空闲时你才能预订，你想入住该房间也只有当你预订了该房间或者该房间为空闲时。对于这样的一个对象，当它在于外部事件产生互动的时候，其内部状态就会发生改变，从而使得他的行为也随之发生改变。

状态模式就是允许对象在内部状态发生改变时改变它的行为，看起来好像修改了它的类。

角色

• Context: 环境类。可以包括一些内部状态。

• State: 抽象状态类。State定义了一个所有具体状态的共同接口，任何状态都实现这个相同的接口，这样一来，状态之间就可以互相转换了。

• ConcreteState: 具体状态类。具体状态类，用于处理来自Context的请求，每一个ConcreteState都提供了它对自己请求的实现，所以，当Context改变状态时行为也会跟着改变。

优缺点

优点

• 封装了转换规则。
• 枚举可能的状态，在枚举状态之前需要确定状态种类。
• 将所有与某个状态有关的行为放到一个类中，并且可以方便地增加新的状态，只需要改变对象状态即可改变对象的行为。
• 允许状态转换逻辑与状态对象合成一体，而不是某一个巨大的条件语句块。
• 可以让多个环境对象共享一个状态对象，从而减少系统中对象的个数。

缺点

• 状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。
• 状态模式的结构与实现都较为复杂，如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。
• 状态模式对“开闭原则”的支持并不太好，对于可以切换状态的状态模式，增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码，否则无法切换到新增状态；而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。

实例

以视频播放状态为例

视频状态抽象类：

public abstract class VideoStatus {

    protected VideoContext videoContext;


    public void setVideoContext(VideoContext videoContext) {
        this.videoContext = videoContext;
    }

    /**
     * 播放
     */
    public abstract void play();

    /**
     * 暂停
     */
    public abstract void pause();

    /**
     * 加速
     */
    public abstract void speed();

    /**
     * 终止
     */
    public abstract void stop();
}

具体实现类：

/**
 * 播放状态
 */
public class PlayStatus extends VideoStatus {

    @Override
    public void play() {
        System.out.println("视频正在播放中......");
    }

    @Override
    public void pause() {
        super.videoContext.setVideoStatus(VideoContext.PAUSE_STATUS);
    }

    @Override
    public void speed() {
        super.videoContext.setVideoStatus(VideoContext.SPEED_STATUS);
    }

    @Override
    public void stop() {
        super.videoContext.setVideoStatus(VideoContext.STOP_STATUS);
    }
}

/**
 * 暂停状态
 */
public class PauseStatus extends VideoStatus {
    @Override
    public void play() {
        super.videoContext.setVideoStatus(VideoContext.PLAY_STATUS);
    }

    @Override
    public void pause() {
        System.out.println("视频暂停播放......");
    }

    @Override
    public void speed() {
        System.out.println("错误：视频当前已暂停播放，不能加速");
    }

    @Override
    public void stop() {
        super.videoContext.setVideoStatus(VideoContext.STOP_STATUS);
    }
}

/**
 * 加速状态
 */
public class SpeedStatus extends VideoStatus {
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("错误：视频当前已再播放中");
    }

    @Override
    public void pause() {
        super.videoContext.setVideoStatus(VideoContext.PAUSE_STATUS);
    }

    @Override
    public void speed() {
        System.out.println("视频加速播放中......");
    }

    @Override
    public void stop() {
        super.videoContext.setVideoStatus(VideoContext.STOP_STATUS);
    }
}


/**
 * 停止状态
 */
public class StopStatus extends VideoStatus {
    @Override
    public void play() {
        super.videoContext.setVideoStatus(VideoContext.PLAY_STATUS);
    }

    @Override
    public void pause() {
        System.out.println("错误：视频当前已停止播放，不能暂停");
    }

    @Override
    public void speed() {
       System.out.println("错误：视频当前已停止播放，不能加速");
    }

    @Override
    public void stop() {
        System.out.println("视频停止播放......");
    }
}

上下文对象：

public class VideoContext {

    private VideoStatus videoStatus;
    public static final PlayStatus PLAY_STATUS = new PlayStatus();
    public static final PauseStatus PAUSE_STATUS = new PauseStatus();
    public static final SpeedStatus SPEED_STATUS = new SpeedStatus();
    public static final StopStatus STOP_STATUS = new StopStatus();

    public VideoStatus getVideoStatus() {
        return videoStatus;
    }

    public void setVideoStatus(VideoStatus videoStatus) {
        this.videoStatus = videoStatus;
        this.videoStatus.setVideoContext(this);
    }

    /**
     * 播放
     */
    public  void play(){
        this.videoStatus.play();
    }

    /**
     * 暂停
     */
    public void pause(){
        this.videoStatus.pause();
    }

    /**
     * 加速
     */
    public  void speed(){
        this.videoStatus.speed();
    }

    /**
     * 终止
     */
    public  void stop(){
        this.videoStatus.stop();
    }
}

测试：

public static void main(String[] args) {
    VideoContext videoContext = new VideoContext();
    videoContext.setVideoStatus(new PlayStatus());
    System.out.println("当前视频状态：" +videoContext.getVideoStatus().getClass().getSimpleName());
    videoContext.speed();
    System.out.println("当前视频状态：" +videoContext.getVideoStatus().getClass().getSimpleName());
    videoContext.stop();
    System.out.println("当前视频状态：" +videoContext.getVideoStatus().getClass().getSimpleName());
    videoContext.speed();
    System.out.println("当前视频状态：" +videoContext.getVideoStatus().getClass().getSimpleName());
}

控制台输出：

当前视频状态：PlayStatus
当前视频状态：SpeedStatus
当前视频状态：StopStatus
错误：视频当前已停止播放，不能加速
当前视频状态：StopStatus