Java设计模式之状态模式的精髓

2024年 5月 10日 120.3k 0

状态模式用于在对象的不同状态之间转换,每个状态封装了该状态相关行为,当对象状态改变时,其行为也会相应改变。它包含 context(持有当前状态)、state(表示对象状态)、concretestate(不同状态的实现)等角色。以咖啡机为例,可以实现初始、加热、冲泡、完成等状态,每个状态封装特定行为,如开关机、加热、冲泡。状态模式优点包括封装行为、灵活可扩展、代码清晰;缺点是可能增加类数量和潜在复杂性。

Java设计模式之状态模式的精髓-1

Java 设计模式之状态模式的精髓

简介

状态模式是一种用于在对象的不同状态之间转换的模式。每个状态都由一个类表示,里面封装了与该状态相关的行为。当对象的状态改变时,它的行为也会相应改变。

结构

状态模式包含以下角色:

  • Context:持有当前状态的对象。
  • State:表示对象状态的接口或抽象类。
  • ConcreteState:State 接口的具体实现,表示不同的状态。

实战案例

咖啡机例子:

假设我们有一个咖啡机,它可以处于以下状态:

  • 初始状态:机器关闭,不能冲泡咖啡。
  • 加热状态:机器正在加热,不能冲泡咖啡。
  • 冲泡状态:机器正在冲泡咖啡,可以随时停止。
  • 完成状态:咖啡已经冲泡完成,不能再冲泡。

我们可以使用状态模式来实现这个咖啡机:

// Context 类
public class CoffeeMachine {

  private State state;

  public CoffeeMachine() {
    state = new OffState();
  }

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

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

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

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

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

  // 设置当前状态
  public void setState(State state) {
    this.state = state;
  }
}

// State 接口
public interface State {

  void powerOn(CoffeeMachine coffeeMachine);

  void powerOff(CoffeeMachine coffeeMachine);

  void heat(CoffeeMachine coffeeMachine);

  void brew(CoffeeMachine coffeeMachine);

  void finish(CoffeeMachine coffeeMachine);
}

// ConcreteState 类
public class OffState implements State {

  @Override
  public void powerOn(CoffeeMachine coffeeMachine) {
    coffeeMachine.setState(new OnState());
  }

  @Override
  public void powerOff(CoffeeMachine coffeeMachine) {
    // 无操作
  }

  @Override
  public void heat(CoffeeMachine coffeeMachine) {
    // 无操作
  }

  @Override
  public void brew(CoffeeMachine coffeeMachine) {
    // 无操作
  }

  @Override
  public void finish(CoffeeMachine coffeeMachine) {
    // 无操作
  }
}

// ...其他状态实现省略

优点

状态模式的优点包括:

  • 封装行为:将不同状态的行为封装在不同的类中,使代码更易于管理。
  • 灵活性和可扩展性:可以轻松地添加或删除状态,而无需修改其他代码。
  • 清晰性:通过将状态与行为分离开来,使代码更清晰易懂。

缺点

状态模式的主要缺点是:

  • 可能增加类数量:对于具有复杂状态的对象,可能会导致类数量大幅增加。
  • 潜在的复杂性:维护多个状态及其之间的转换可能会变得复杂。

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