23种设计模式----状态模式----行为型模式

状态模式

• ​​1.什么是状态模式​​
• ​​2.核心思想​​
• ​​3.角色​​
• ​​4.例子​​

• ​​4.1 项目结构​​
• ​​4.2抽象的状态​​
• ​​4.3具体的状态​​
• ​​4.4 抽象的事物​​
• ​​4.5 具体的事物​​
• ​​4.6使用者​​
• ​​4.7 结果​​

• ​​5.扩展​​

• ​​5.1项目结构​​
• ​​5.2 抽象的中介者​​
• ​​5.3 具体的中介者​​
• ​​5.4 使用者​​
• ​​5.5 结果​​

• ​​6.总结​​

23种设计模式

1.什么是状态模式

对于一个事物，不同的状态下有不同的操作，那么需要知道事物的操作时，需要先判断事物的状态，然后调用事物的操作。
举一个通俗的例子：人在1天里有不同事情需要做，如果把每一个小时作为1个状态，那么人在1天里有24个状态，每个状态的操作都不同。
通常的做法是，首先判断现在是什么时间，从而获取到这个人现在的状态是什么，然后执行相应的方法。那么24个状态需要25个if分支判断（包含一个其他）。
当状态更多时，需要更多的分支。
为了解决因为状态多而判断分支多的问题，状态模式可以避免这种情况。

2.核心思想

首先，对于不同的状态，我们抽象一个状态的接口，这里定义了每一个状态都必须执行的方法。
然后每一种状态都是一个类，实现抽象的状态，并且自定义自己的操作。
然后改变不同的子类去执行抽象类中定义的方法，这样就实现了不同的状态之间的切换但不需要使用判断分支。
依赖于状态的操作
我们定义了状态的接口，然后定义了许多的实际的状态。切换的状态不同，执行的操作也不同。
委托
实际上我们并需要调用状态的方法，我们的目的是调用事物的方法，只是因为状态的不同，事物执行的操作不同。
所以，在事物的操作里面对于抽象的状态做一个委托，根据当前事物持有的实际的状态，调用实际的状态的方法。

3.角色

抽象的状态：定义事物在所有的状态下都有的方法
实际的状态：不同状态下不同的操作
抽象的事物：定义事物的状态的切换以及执行抽象状态方法的方法
实际的事物：实现方法，委托。

4.例子

4.1 项目结构

4.2抽象的状态

package state.intf;

public interface AbsState {

  public void sayState();
  
}

4.3具体的状态

package state.impl;

import state.intf.AbsState;

public class State0 implements AbsState{

  @Override
  public void sayState() {
    System.out.println(this.getClass().getName());
  }

}

package state.impl;

import state.intf.AbsState;

public class State1 implements AbsState{

  @Override
  public void sayState() {
    System.out.println(this.getClass().getName());
  }

}

package state.impl;

import state.intf.AbsState;

public class State2 implements AbsState{

  @Override
  public void sayState() {
    System.out.println(this.getClass().getName());
  }

}

package state.impl;

import state.intf.AbsState;

public class State3 implements AbsState{

  @Override
  public void sayState() {
    System.out.println(this.getClass().getName());
  }

}

package state.impl;

import state.intf.AbsState;

public class State4 implements AbsState{

  @Override
  public void sayState() {
    System.out.println(this.getClass().getName());
  }

}

package state.impl;

import state.intf.AbsState;

public class State5 implements AbsState{

  @Override
  public void sayState() {
    System.out.println(this.getClass().getName());
  }

}

4.4 抽象的事物

package people.abs;

import state.intf.AbsState;

public abstract class People {

  protected String name;
  
  protected String message;
  
  protected AbsState absState;
  
  public void changeState(AbsState absState){
    this.absState = absState;
  }

  protected void sayState(){
    this.absState.sayState();
  }

  protected String getName() {
    return name;
  }

  protected void setName(String name) {
    this.name = name;
  }

  protected String getMessage() {
    return message;
  }

  protected void setMessage(String message) {
    this.message = message;
  }
  
}

4.5 具体的事物

package people.impl;

import people.abs.People;

public class People1 extends People{

  public void sayState(){
    System.out.println(getName());
    this.absState.sayState();
    System.out.println(getMessage());
  }
  
  public String getName() {
    return super.name;
  }

  public void setName(String name) {
    super.name = name;
  }
  
  public String getMessage() {
    return message;
  }

  public void setMessage(String message) {
    this.message = message;
  }
  
}

4.6使用者

package client;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import people.impl.People1;
import state.impl.State0;
import state.impl.State1;
import state.impl.State2;
import state.impl.State3;
import state.impl.State4;
import state.impl.State5;
import state.intf.AbsState;

public class Main {

  public static void main(String[] args) {
    
    System.out.println("create a people");
    People1 people1 = new People1();
    people1.setName("lili");
    people1.setMessage("hello");
    System.out.println("people init over");
    System.out.println(people1.getName());
    System.out.println(people1.getMessage());
    
    System.out.println("init states");
    List<AbsState> states = new ArrayList<AbsState>();
    states.add(new State0());
    states.add(new State1());
    states.add(new State2());
    states.add(new State3());
    states.add(new State4());
    states.add(new State5());
    for(AbsState state : states){
      state.sayState();
    }
    System.out.println("states over");
    
    System.out.println("now let us 60 times");
    for(int i = 0;i < 60;i++){
      System.out.println("******"+i+"******");
      people1.changeState(states.get(i%6));
      people1.sayState();
      System.out.println("************");
    }
  }

}

4.7 结果

​​↓​​

create a people
people init over
lili
hello
init states
state.impl.State0
state.impl.State1
state.impl.State2
state.impl.State3
state.impl.State4
state.impl.State5
states over
now let us 60 times
******0******
lili
state.impl.State0
hello
************
******1******
lili
state.impl.State1
hello
************
******2******
lili
state.impl.State2
hello
************
******3******
lili
state.impl.State3
hello
************
******4******
lili
state.impl.State4
hello
************
******5******
lili
state.impl.State5
hello
************
******6******
lili
state.impl.State0
hello
************
******7******
lili
state.impl.State1
hello
************
******8******
lili
state.impl.State2
hello
************
******9******
lili
state.impl.State3
hello
************
******10******
lili
state.impl.State4
hello
************
******11******
lili
state.impl.State5
hello
************
******12******
lili
state.impl.State0
hello
************
******13******
lili
state.impl.State1
hello
************
******14******
lili
state.impl.State2
hello
************
******15******
lili
state.impl.State3
hello
************
******16******
lili
state.impl.State4
hello
************
******17******
lili
state.impl.State5
hello
************
******18******
lili
state.impl.State0
hello
************
******19******
lili
state.impl.State1
hello
************
******20******
lili
state.impl.State2
hello
************
******21******
lili
state.impl.State3
hello
************
******22******
lili
state.impl.State4
hello
************
******23******
lili
state.impl.State5
hello
************
******24******
lili
state.impl.State0
hello
************
******25******
lili
state.impl.State1
hello
************
******26******
lili
state.impl.State2
hello
************
******27******
lili
state.impl.State3
hello
************
******28******
lili
state.impl.State4
hello
************
******29******
lili
state.impl.State5
hello
************
******30******
lili
state.impl.State0
hello
************
******31******
lili
state.impl.State1
hello
************
******32******
lili
state.impl.State2
hello
************
******33******
lili
state.impl.State3
hello
************
******34******
lili
state.impl.State4
hello
************
******35******
lili
state.impl.State5
hello
************
******36******
lili
state.impl.State0
hello
************
******37******
lili
state.impl.State1
hello
************
******38******
lili
state.impl.State2
hello
************
******39******
lili
state.impl.State3
hello
************
******40******
lili
state.impl.State4
hello
************
******41******
lili
state.impl.State5
hello
************
******42******
lili
state.impl.State0
hello
************
******43******
lili
state.impl.State1
hello
************
******44******
lili
state.impl.State2
hello
************
******45******
lili
state.impl.State3
hello
************
******46******
lili
state.impl.State4
hello
************
******47******
lili
state.impl.State5
hello
************
******48******
lili
state.impl.State0
hello
************
******49******
lili
state.impl.State1
hello
************
******50******
lili
state.impl.State2
hello
************
******51******
lili
state.impl.State3
hello
************
******52******
lili
state.impl.State4
hello
************
******53******
lili
state.impl.State5
hello
************
******54******
lili
state.impl.State0
hello
************
******55******
lili
state.impl.State1
hello
************
******56******
lili
state.impl.State2
hello
************
******57******
lili
state.impl.State3
hello
************
******58******
lili
state.impl.State4
hello
************
******59******
lili
state.impl.State5
hello
************

​​↑​​

5.扩展

在上面的例子中，使用者持有所有的状态，并且完成切换。
现在使用中介者（仲裁者）模式来解决。

5.1项目结构

5.2 抽象的中介者

package mediator.abs;

import people.abs.People;

public abstract class Mediator {

  protected People people; 
  
  protected abstract void changeState(int num);
  
  public Mediator(People people){
    this.people = people;
  }
  
  public void sayState(int num){
    changeState(num);
    people.sayState();
  }
  
}

5.3 具体的中介者

使用反射

package mediator.impl;

import people.abs.People;
import mediator.abs.Mediator;
import state.intf.AbsState;

public class MediatorImpl extends Mediator{

  public MediatorImpl(People people) {
    super(people);
  }

  @Override
  protected void changeState(int num) {
    try {
      super.people.changeState((AbsState) Class.forName(
          "state.impl.State"+ (num % 6)).newInstance());
    } catch (InstantiationException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (IllegalAccessException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (ClassNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }

}

5.4 使用者

package client;

import mediator.abs.Mediator;
import mediator.impl.MediatorImpl;
import people.impl.People1;

public class Main {

  public static void main(String[] args) {
    
    System.out.println("create a people");
    People1 people1 = new People1();
    people1.setName("lili");
    people1.setMessage("hello");
    System.out.println("people init over");
    System.out.println(people1.getName());
    System.out.println(people1.getMessage());
    
    System.out.println("create Mediator");
    Mediator mediator = new MediatorImpl(people1);
    System.out.println("Mediator over");
    
    System.out.println("now let us 60 times");
    for(int i = 0;i < 60;i++){
      System.out.println("******"+i+"******");
      mediator.sayState(i);
      System.out.println("************");
    }
  }

}

5.5 结果

​​↓​​

create a people
people init over
lili
hello
create Mediator
Mediator over
now let us 60 times
******0******
lili
state.impl.State0
hello
************
******1******
lili
state.impl.State1
hello
************
******2******
lili
state.impl.State2
hello
************
******3******
lili
state.impl.State3
hello
************
******4******
lili
state.impl.State4
hello
************
******5******
lili
state.impl.State5
hello
************
******6******
lili
state.impl.State0
hello
************
******7******
lili
state.impl.State1
hello
************
******8******
lili
state.impl.State2
hello
************
******9******
lili
state.impl.State3
hello
************
******10******
lili
state.impl.State4
hello
************
******11******
lili
state.impl.State5
hello
************
******12******
lili
state.impl.State0
hello
************
******13******
lili
state.impl.State1
hello
************
******14******
lili
state.impl.State2
hello
************
******15******
lili
state.impl.State3
hello
************
******16******
lili
state.impl.State4
hello
************
******17******
lili
state.impl.State5
hello
************
******18******
lili
state.impl.State0
hello
************
******19******
lili
state.impl.State1
hello
************
******20******
lili
state.impl.State2
hello
************
******21******
lili
state.impl.State3
hello
************
******22******
lili
state.impl.State4
hello
************
******23******
lili
state.impl.State5
hello
************
******24******
lili
state.impl.State0
hello
************
******25******
lili
state.impl.State1
hello
************
******26******
lili
state.impl.State2
hello
************
******27******
lili
state.impl.State3
hello
************
******28******
lili
state.impl.State4
hello
************
******29******
lili
state.impl.State5
hello
************
******30******
lili
state.impl.State0
hello
************
******31******
lili
state.impl.State1
hello
************
******32******
lili
state.impl.State2
hello
************
******33******
lili
state.impl.State3
hello
************
******34******
lili
state.impl.State4
hello
************
******35******
lili
state.impl.State5
hello
************
******36******
lili
state.impl.State0
hello
************
******37******
lili
state.impl.State1
hello
************
******38******
lili
state.impl.State2
hello
************
******39******
lili
state.impl.State3
hello
************
******40******
lili
state.impl.State4
hello
************
******41******
lili
state.impl.State5
hello
************
******42******
lili
state.impl.State0
hello
************
******43******
lili
state.impl.State1
hello
************
******44******
lili
state.impl.State2
hello
************
******45******
lili
state.impl.State3
hello
************
******46******
lili
state.impl.State4
hello
************
******47******
lili
state.impl.State5
hello
************
******48******
lili
state.impl.State0
hello
************
******49******
lili
state.impl.State1
hello
************
******50******
lili
state.impl.State2
hello
************
******51******
lili
state.impl.State3
hello
************
******52******
lili
state.impl.State4
hello
************
******53******
lili
state.impl.State5
hello
************
******54******
lili
state.impl.State0
hello
************
******55******
lili
state.impl.State1
hello
************
******56******
lili
state.impl.State2
hello
************
******57******
lili
state.impl.State3
hello
************
******58******
lili
state.impl.State4
hello
************
******59******
lili
state.impl.State5
hello
************

​​↑​​

6.总结

主要还是理解一个思想：
类来表示状态
不同的类对应不同状态的操作
需要哪个状态就设置状态变量的值为相应的类的对象
就会执行正确的操作。​