状态模式

发表于 更新于 分类于 本文字数： 3.8k 阅读时长 ≈ 7 分钟

定义

允许一个对象在其内部状态改变时，改变它的行为；
行为型

适用场景

  • 一个对象存在多个状态（不同状态下行为不同），且状态可相互转换

优点和缺点

优点

  • 将不同的状态隔离
  • 把各种状态的转换逻辑，分布到State子类中，减少相互间依赖
  • 增加新的状态非常简单

缺点

  • 状态对的业务场景等导致类数据增加，系统变复杂

结构

  • 环境类角色：也称为上下文，它定义了客户端需要大的接口，内部维护一个当前状态，并负责具体的状态切换；
  • 抽象状态角色：定义一个接口，用以封装环境对象中大的特定状态所对应的行为，可以有一个或多个行为。
  • 具体状态角色：实现抽象状态所对应的行为，并且在需要的情况下进行状态切换。

代码实现

假设我们播放一个视频，一共有四种状态，播放、快进、暂停、停止，这四种状态，有的可以相互切换，有的不行
环境类角色，上下文，缓存一个当前状态，并负责切换状态 

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public class VideoContext {

    private VideoState videoState;

    public VideoState getVideoState() {
        return videoState;
    }

    public void setVideoState(VideoState videoState) {
        this.videoState = videoState;
        this.videoState.setVideoContext(this);
    }

    public void play() {
        this.videoState.play();
    }

    public void speed() {
        this.videoState.speed();
    }

    public void pause() {
        this.videoState.pause();
    }

    public void stop() {
        this.videoState.stop();
    }
}

抽象状态角色，组合有上下文类，方便子类使用 

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public abstract class VideoState {
    protected VideoContext videoContext;

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

    public abstract void play();//播放
    public abstract void speed();//快进
    public abstract void pause();//暂停
    public abstract void stop();//停止
}

具体状态角色
播放状态，可以和另外三种状态进行切换 

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public class PlayState extends VideoState {

    @Override
    public void play() {
        System.out.println("正常播放视频状态");
    }

    @Override
    public void speed() {
        super.videoContext.setVideoState(new SpeedState());
    }

    @Override
    public void pause() {
        super.videoContext.setVideoState(new PauseState());
    }

    @Override
    public void stop() {
        super.videoContext.setVideoState(new StopState());
    }
}

快进状态，可以和另外三种状态切换 

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public class SpeedState extends VideoState{

    @Override
    public void play() {
        super.videoContext.setVideoState(new PlayState());
    }

    @Override
    public void speed() {
        System.out.println("快进播放视频状态");
    }

    @Override
    public void pause() {
        super.videoContext.setVideoState(new PauseState());
    }

    @Override
    public void stop() {
        super.videoContext.setVideoState(new StopState());
    }

}

暂停状态，可以和另外三种状态切换 

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public class PauseState extends VideoState{

    @Override
    public void play() {
        super.videoContext.setVideoState(new PlayState());
    }

    @Override
    public void speed() {
        super.videoContext.setVideoState(new SpeedState());
    }

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

    @Override
    public void stop() {
        super.videoContext.setVideoState(new StopState());
    }

}

停止状态，只能和播放状态切换，停止的情况下不能快进和暂停 

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public class StopState extends VideoState{

    @Override
    public void play() {
        super.videoContext.setVideoState(new PlayState());
    }

    @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("停止播放视频状态");
    }

}

测试，视频开始是播放状态，我们有事需要离开一会，可以切换成暂停状态，回来想要快进看，由暂停直接切换到快进状态，看完之后切换到停止状态，从停止状态再切换到快进状态是不允许的。 

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public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        VideoContext videoContext = new VideoContext();
        videoContext.setVideoState(new PlayState());

        System.out.println("当前状态："+videoContext.getVideoState().getClass().getSimpleName());

        videoContext.pause();
        System.out.println("当前状态："+videoContext.getVideoState().getClass().getSimpleName());

        videoContext.speed();
        System.out.println("当前状态："+videoContext.getVideoState().getClass().getSimpleName());

        videoContext.stop();
        System.out.println("当前状态："+videoContext.getVideoState().getClass().getSimpleName());

        videoContext.speed();
    }

}

结果: 

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当前状态：PlayState
当前状态：PauseState
当前状态：SpeedState
当前状态：StopState
ERROR, 停止状态不能快进

UML类图