Java描述設計模式(21)：狀態模式

本文源碼：GitHub·點這里 || GitEE·點這里

一、生活場景

1、場景描述

變色龍是爬行動物，是非常奇特的動物，它有適于樹棲生活的種種特征和行為，身體也會隨著環境的變化而變化出適應環境的顏色，非常神奇。下面基于狀態模式對該變化過程進行描述。

2、代碼實現

public class C01_InScene {
    public static void main(String[] args) {
        Chameleon chameleon = new Chameleon("紅色","花叢環境") ;
        LifeContext lifeContext = new LifeContext() ;
        // 樹葉環境
        BodyColor bodyColor = new GreenColor ();
        lifeContext.setBodyColor(bodyColor);
        lifeContext.change(chameleon);
        // 樹枝環境
        bodyColor = new GrayColor() ;
        lifeContext.setBodyColor(bodyColor);
        lifeContext.change(chameleon);
    }
}
/**
 * 變色龍
 */
class Chameleon {
    public String color ;
    public String contextDesc ;
    public Chameleon(String color, String contextDesc) {
        this.color = color;
        this.contextDesc = contextDesc;
    }
}
/**
 * 變色龍生存環境
 */
class LifeContext {
    private BodyColor bodyColor;
    public void setBodyColor(BodyColor bodyColor) {
        this.bodyColor = bodyColor;
    }
    public void change (Chameleon chameleon){
        bodyColor.change(chameleon) ;
    }
}
/**
 * 變色龍身體顏色抽象類
 */
interface BodyColor {
    void change (Chameleon chameleon);
}
/**
 * 變色龍身體顏色具體類
 */
class GreenColor implements BodyColor {
    @Override
    public void change(Chameleon chameleon) {
        System.out.println("變化前："+chameleon.color+";"+chameleon.contextDesc);
        chameleon.contextDesc = "樹葉環境" ;
        chameleon.color = "綠色" ;
        System.out.println("變化后："+chameleon.color+";"+chameleon.contextDesc);
    }
}
class GrayColor implements BodyColor {
    @Override
    public void change(Chameleon chameleon) {
        System.out.println("變化前："+chameleon.color+";"+chameleon.contextDesc);
        chameleon.contextDesc = "樹枝環境" ;
        chameleon.color = "灰色" ;
        System.out.println("變化后："+chameleon.color+";"+chameleon.contextDesc);
    }
}

二、狀態模式

1、基礎概念

狀態模式是對象的行為模式，狀態模式允許一個對象在其內部狀態改變的時候改變其行為。狀態模式把對象的行為封裝在不同狀態的對象中，每一個狀態對象都是抽象狀態類的子類。意圖是讓一個對象在其內部狀態改變的時候，其行為也隨之改變。

2、模式圖解

3、核心角色

• 環境角色

持有具體狀態類的對象實例。這個具體狀態類的實例給出此環境對象的現有狀態。

• 抽象狀態角色

定義一個接口，封裝環境對象的狀態所對應的行為。

• 具體狀態角色

具體狀態類實現了環境的狀態所對應的行為。

4、源碼實現

public class C02_State {
    public static void main(String[] args){
        Context context = new Context();
        State state = new ConcreteStateA() ;
        context.setState(state);
        context.printInfo("當前環境狀態A");
        state = new ConcreteStateB();
        context.setState(state);
        context.printInfo("當前環境狀態B");
    }
}
/**
 * 環境角色
 */
class Context {
    private State state;
    public void setState(State state) {
        this.state = state;
    }
    public void printInfo (String info) {
        state.stateInfo(info);
    }
}
/**
 * 抽象狀態角色
 */
interface State {
    void stateInfo (String param);
}
/**
 * 具體狀態角色
 */
class ConcreteStateA implements State {
    @Override
    public void stateInfo (String info) {
        System.out.println("ConcreteStateA：" + info);
    }
}
class ConcreteStateB implements State {
    @Override
    public void stateInfo (String info) {
        System.out.println("ConcreteStateB：" + info);
    }
}

三、模式總結

1. 將容易產生問題的if-else語句拆分，狀態模式將每個狀態的行為封裝到對應的一個類中，代碼有很強的可讀性。
2. 符合“開閉原則”，容易增刪操作，管理狀態。
3. 會存在很多狀態時。每個狀態都要一個對應的類，會產生很多類，增加維
   護難度。
4. 應用場景：當一個事件或者對象有很多種狀態，狀態之間會相互轉換，不同的狀態有不同的行為，可以考慮使用狀態模式。

四、源代碼地址

GitHub·地址
https://github.com/cicadasmile/model-arithmetic-parent
GitEE·地址
https://gitee.com/cicadasmile/model-arithmetic-parent