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结构型 - 状态模式

Hong Zhong 收录于编程

2025-05-21 约 637 字预计阅读 2 分钟

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设计思想

状态模式（State）是一种行为设计模式，它允许对象在其内部状态改变时改变其行为。状态模式的关键思想是将对象的状态封装成独立的类，并将对象的行为委托给当前状态的对象。这样，当对象的状态发生变化时，其行为也会相应地发生变化。

类图

代码实现

        
        
        
    
interface State {
  void doThis();

  void doThat();
}

class Context {
  private State state;

  public Context(State initState) {
    this.state = initState;
    initState.setContext(this);
  }

  public void changeState(State newState) {
    this.state = newState;
    newState.setContext(this);
  }

  public void doThis() {
    this.state.doThis();
  }

  public void doThat() {
    this.state.doThat();
  }
}

class ConcreteStateA implements State {

  private Context context

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

  @Override
  public void doThis() {
    System.out.println("ConcreteStateA doThis invoke.");
  }

  @Override
  public void doThat() {
    State thatState = new ConcreteStateB();
    this.context.changeState(thatState);
  }
}

class ConcreteStateB implements State {

  private Context context

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

  @Override
  public void doThis() {
    System.out.println("ConcreteStateB doThis invoke.");
  }

  @Override
  public void doThat() {
    State thatState = new ConcreteStateB();
    this.context.changeState(thatState);
  }
}

public class Client {
  public static void main(String[] args) {
    State initState = new ConcreteStateA();
    Context context = new Context(initState);
    context.doThis();
    context.doThat();
  }
}

优缺点

优点：

符合单一职责原则，状态模式将对象的不同状态及其相应的行为分离成独立的类，使得系统结构清晰，各个状态的变化互相独立。
符合开闭原则，无需修改已有状态类和上下文就能引入新状态。
状态模式将状态切换的逻辑集中在状态类中，使得状态之间的转换逻辑更加清晰和易于理解。

缺点：

如果状态机只有很少的几个状态，或者很少发生改变，那么应用该模式可能会显得小题大作。
使用状态模式会增加系统中类的数量，每个状态都需要一个独立的类，可能导致类的数量过多，使得代码结构复杂。

适用场景

如果对象需要根据自身当前状态进行不同行为，同时状态的数量非常多且与状态相关的代码会频繁变更的话，可使用状态模式。
如果某个类需要根据成员变量的当前值改变自身行为，从而需要使用大量的条件语句时，可使用该模式。
当相似状态和基于条件的状态机转换中存在许多重复代码时，可使用状态模式。