状态模式是一种行为型设计模式,它允许对象在内部状态改变时改变其行为,看起来就像是对象的类发生了改变。状态模式主要解决的就是当控制一个对象状态的条件表达式过于复杂时的情况。通过把状态的判断逻辑转移到表示不同状态的一系列类中,可以把复杂的判断逻辑简化,使得代码更加清晰易懂 。
在软件开发中,我们经常会遇到各种复杂的问题,这些问题往往涉及到多个模块之间的交互,为了解决这些问题,我们需要找到一种合适的设计模式,我们将要介绍的一种设计模式是状态模式,状态模式是一种行为型设计模式,它允许对象在其内部状态发生改变时改变其行为,这种模式的主要目的是将对象的状态从它的类中分离出来,使得这些状态可以在不同的对象之间共享。
状态模式的核心概念是状态,状态是一个抽象的类,它定义了与特定对象相关的行为,每个具体状态类都实现了这个抽象类,并提供了自己的行为实现,状态模式通过将对象的状态封装在一个独立的类中,使得这个类可以在不同的对象之间共享,从而实现了状态的共享和复用。
状态模式的主要组成部分包括:
1、抽象状态类(AbstractState):定义了与特定对象相关的行为,以及获取和设置状态的方法。
2、具体状态类(ConcreteState):实现了抽象状态类中定义的行为,以及获取和设置状态的方法。
3、状态机(StateMachine):维护了一个指向当前具体状态的对象的引用,以及一个用于存储所有可能状态的枚举类型。
4、上下文(Context):定义了对当前状态的操作接口,以及一个用于存储当前状态对象的引用。
下面我们通过一个简单的例子来说明如何使用状态模式,假设我们有一个在线书店系统,它有三种状态:浏览书籍、搜索书籍和下单购买,每种状态下的行为是不同的,因此我们可以将这三种状态封装成一个抽象状态类,然后为每种具体状态创建一个子类。
我们定义一个抽象状态类BookStoreState
:
public abstract class BookStoreState { public abstract void browseBooks(); public abstract void searchBooks(); public abstract void placeOrder(); }
我们为每种具体状态创建一个子类:
public class BrowseBooksState extends BookStoreState { @Override public void browseBooks() { System.out.println("正在浏览书籍"); } @Override public void searchBooks() { System.out.println("无法进行搜索"); } @Override public void placeOrder() { System.out.println("无法下单购买"); } } public class SearchBooksState extends BookStoreState { @Override public void browseBooks() { System.out.println("无法浏览书籍"); } @Override public void searchBooks() { System.out.println("正在搜索书籍"); } @Override public void placeOrder() { System.out.println("无法下单购买"); } } public class PlaceOrderState extends BookStoreState { @Override public void browseBooks() { System.out.println("无法浏览书籍"); } @Override public void searchBooks() { System.out.println("无法搜索书籍"); } @Override public void placeOrder() { System.out.println("正在下单购买"); } }
我们定义一个状态机BookStore
,它维护了一个指向当前具体状态的对象的引用,以及一个用于存储所有可能状态的枚举类型:
public class BookStore implements BookStoreStateMachineInterface<BookStore> { private BookStoreContext context; public BookStore(BookStoreContext context) { this.context = context; } @Override public void setState(BookStoreState state) throws Exception { context.setCurrentState(state); } }
我们定义一个上下文类BookStoreContext
,它提供了对当前状态的操作接口:
public interface BookStoreContextInterface<T> extends ContextInterface<T>, BookStoreStateMachineInterface<T> {} public interface ContextInterface<T> {} // 这里可以添加其他通用接口方法,如获取和设置当前状态等操作,由于已经实现了BookStoreStateMachineInterface接口,所以不需要再实现这些方法,这里只是为了演示方便,将两个接口放在同一个接口声明中,我们只需要实现具体的上下文接口即可,我们可以创建一个简单的命令模式客户端: