設(shè)計(jì)模式-狀態(tài)模式

DesignPatterns狀態(tài)模式大綱狀態(tài)模式概述狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)狀態(tài)模式的應(yīng)用實(shí)例共享狀態(tài)使用環(huán)境類實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換狀態(tài)模式的優(yōu)缺點(diǎn)與適用環(huán)境狀態(tài)模式概述H2O的三種狀態(tài)（未考慮臨界點(diǎn)）狀態(tài)模式概述分析在軟件系統(tǒng)中：有些對(duì)象具有多種狀態(tài)這些狀態(tài)在某些情況下能夠相互轉(zhuǎn)換對(duì)象在不同的狀態(tài)下將具有不同的行為復(fù)雜的條件判斷語(yǔ)句來(lái)進(jìn)行狀態(tài)的判斷和轉(zhuǎn)換操作

導(dǎo)致代碼的可維護(hù)性和靈活性下降

出現(xiàn)新的狀態(tài)時(shí)，代碼的擴(kuò)展性很差，客戶端代碼也需要進(jìn)行相應(yīng)的修改，違背了開(kāi)閉原則classTestXYZ

{

int

behaviour;//GetterandSetter......publicvoidHandleAll(){if(behaviour==0){//dosomething}elseif(behaviour==1){//dosomething}elseif(behaviour==2){//dosomething}elseif(behaviour==3){//dosomething}...somemoreelseif...}}狀態(tài)模式概述狀態(tài)模式的定義對(duì)象行為型模式狀態(tài)模式：允許一個(gè)對(duì)象在其內(nèi)部狀態(tài)改變時(shí)改變它的行為。對(duì)象看起來(lái)似乎修改了它的類。StatePattern:Allowanobjecttoalteritsbehaviorwhenitsinternalstatechanges.Theobjectwillappeartochangeitsclass.狀態(tài)模式概述狀態(tài)模式的定義又名狀態(tài)對(duì)象(ObjectsforStates)用于解決系統(tǒng)中復(fù)雜對(duì)象的狀態(tài)轉(zhuǎn)換以及不同狀態(tài)下行為的封裝問(wèn)題將一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)從該對(duì)象中分離出來(lái)，封裝到專門(mén)的狀態(tài)類中，使得對(duì)象狀態(tài)可以靈活變化對(duì)于客戶端而言，無(wú)須關(guān)心對(duì)象狀態(tài)的轉(zhuǎn)換以及對(duì)象所處的當(dāng)前狀態(tài)，無(wú)論對(duì)于何種狀態(tài)的對(duì)象，客戶端都可以一致處理狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)狀態(tài)模式包含以下3個(gè)角色：Context（環(huán)境類）State（抽象狀態(tài)類）ConcreteState（具體狀態(tài)類）狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)狀態(tài)模式的實(shí)現(xiàn)典型的抽象狀態(tài)類代碼：abstractclassState{//聲明抽象業(yè)務(wù)方法，不同的具體狀態(tài)類可以有不同的實(shí)現(xiàn)

publicabstractvoidHandle();}狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)狀態(tài)模式的實(shí)現(xiàn)典型的具體狀態(tài)類代碼：classConcreteState:State{

publicoverridevoidHandle(){

//方法具體實(shí)現(xiàn)代碼

}}狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)狀態(tài)模式的實(shí)現(xiàn)典型的環(huán)境類代碼：classContext{

privateStatestate;//維持一個(gè)對(duì)抽象狀態(tài)對(duì)象的引用

privateintvalue;//其他屬性值，該屬性值的變化可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)象狀態(tài)發(fā)生變化

//設(shè)置狀態(tài)對(duì)象

publicvoidSetState(Statestate){

this.state

=state;

}

publicvoidRequest(){

//其他代碼

state.Handle();//調(diào)用狀態(tài)對(duì)象的業(yè)務(wù)方法

//其他代碼

}}狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)狀態(tài)模式的實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)：(1)統(tǒng)一由環(huán)境類來(lái)負(fù)責(zé)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，環(huán)境類充當(dāng)了狀態(tài)管理器(StateManager)角色

……publicvoidChangeState(){

//判斷屬性值，根據(jù)屬性值進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換if(value==0){

this.SetState(newConcreteStateA());

}

elseif(value==1){

this.SetState(newConcreteStateB());

}

......

}……狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)狀態(tài)模式的實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)：(2)由具體狀態(tài)類來(lái)負(fù)責(zé)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，可以在具體狀態(tài)類的業(yè)務(wù)方法中判斷環(huán)境類的某些屬性值，再根據(jù)情況為環(huán)境類設(shè)置新的狀態(tài)對(duì)象，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換

……publicvoidChangeState(Contextctx){

//根據(jù)環(huán)境對(duì)象中的屬性值進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換if(ctx.Value==1){

ctx.SetState(newConcreteStateB());

}

elseif(ctx.Value==2){

ctx.SetState(newConcreteStateC());

}

......

}……狀態(tài)模式的應(yīng)用實(shí)例實(shí)例說(shuō)明某軟件公司要為一銀行開(kāi)發(fā)一套信用卡業(yè)務(wù)系統(tǒng)，銀行賬戶(Account)是該系統(tǒng)的核心類之一，通過(guò)分析，該軟件公司開(kāi)發(fā)人員發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)中賬戶存在3種狀態(tài)，且在不同狀態(tài)下賬戶存在不同的行為，具體說(shuō)明如下：(1)如果賬戶中余額大于等于0，則賬戶的狀態(tài)為正常狀態(tài)(NormalState)，此時(shí)用戶既可以向該賬戶存款也可以從該賬戶取款；(2)如果賬戶中余額小于0，并且大于-2000，則賬戶的狀態(tài)為透支狀態(tài)(OverdraftState)，此時(shí)用戶既可以向該賬戶存款也可以從該賬戶取款，但需要按天計(jì)算利息；(3)如果賬戶中余額等于-2000，那么賬戶的狀態(tài)為受限狀態(tài)(RestrictedState)，此時(shí)用戶只能向該賬戶存款，不能再?gòu)闹腥】?，同時(shí)也將按天計(jì)算利息；(4)根據(jù)余額的不同，以上3種狀態(tài)可發(fā)生相互轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)使用狀態(tài)模式設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)銀行賬戶狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。狀態(tài)模式的應(yīng)用實(shí)例實(shí)例分析與類圖銀行賬戶狀態(tài)圖狀態(tài)模式的應(yīng)用實(shí)例實(shí)例分析與類圖銀行賬戶結(jié)構(gòu)圖狀態(tài)模式的應(yīng)用實(shí)例實(shí)例代碼(1)Account：銀行賬戶，充當(dāng)環(huán)境類(2)AccountState：賬戶狀態(tài)類，充當(dāng)抽象狀態(tài)類(3)NormalState：正常狀態(tài)類，充當(dāng)具體狀態(tài)類(4)OverdraftState：透支狀態(tài)類，充當(dāng)具體狀態(tài)類(5)RestrictedState：受限狀態(tài)類，充當(dāng)具體狀態(tài)類(6)Program：客戶端測(cè)試類演示……參考代碼(DesignPattern\StateSample)狀態(tài)模式的應(yīng)用實(shí)例結(jié)果及分析3次取款操作有不同的結(jié)果共享狀態(tài)動(dòng)機(jī)在有些情況下，多個(gè)環(huán)境對(duì)象可能需要共享同一個(gè)狀態(tài)如果希望在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)多個(gè)環(huán)境對(duì)象共享一個(gè)或多個(gè)狀態(tài)對(duì)象，那么需要將這些狀態(tài)對(duì)象定義為環(huán)境類的靜態(tài)成員對(duì)象共享狀態(tài)實(shí)例某系統(tǒng)要求兩個(gè)開(kāi)關(guān)對(duì)象要么都處于開(kāi)的狀態(tài)，要么都處于關(guān)的狀態(tài)，在使用時(shí)它們的狀態(tài)必須保持一致，開(kāi)關(guān)可以由開(kāi)轉(zhuǎn)換到關(guān)，也可以由關(guān)轉(zhuǎn)換到開(kāi)。試使用狀態(tài)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)。共享狀態(tài)結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)及其狀態(tài)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖共享狀態(tài)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)類：Switch（環(huán)境類）抽象狀態(tài)類：SwitchState打開(kāi)狀態(tài)類：OnState（具體狀態(tài)類）關(guān)閉狀態(tài)類：OffState（具體狀態(tài)類）客戶端測(cè)試類：Program演示……參考代碼(DesignPattern\SwitchStateSample)使用環(huán)境類實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換動(dòng)機(jī)對(duì)于客戶端而言，無(wú)須關(guān)心狀態(tài)類，可以為環(huán)境類設(shè)置默認(rèn)的狀態(tài)類，將狀態(tài)的轉(zhuǎn)換工作交給環(huán)境類（或具體狀態(tài)類）來(lái)完成，具體的轉(zhuǎn)換細(xì)節(jié)對(duì)于客戶端而言是透明的可以通過(guò)環(huán)境類來(lái)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，環(huán)境類作為一個(gè)狀態(tài)管理器，統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)各種狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換操作使用環(huán)境類實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換實(shí)例現(xiàn)要開(kāi)發(fā)一個(gè)屏幕放大鏡工具，其具體功能描述如下：用戶單擊“放大鏡”按鈕之后屏幕將放大一倍，再單擊一次“放大鏡”按鈕屏幕再放大一倍，第三次單擊該按鈕后屏幕將還原到默認(rèn)大小。試使用狀態(tài)模式來(lái)設(shè)計(jì)該屏幕放大鏡工具。使用環(huán)境類實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)屏幕放大鏡工具結(jié)構(gòu)圖使用環(huán)境類實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)屏幕類：Screen（環(huán)境類）抽象狀態(tài)類：ScreenState正常狀態(tài)類：NormalState（具體狀態(tài)類）二倍狀態(tài)類：LargerState（具體狀態(tài)類）四倍狀態(tài)類：LargestState（具體狀態(tài)類）客戶端測(cè)試類：Program演示……參考代碼(DesignPattern\ScreenStateSample)狀態(tài)模式的優(yōu)缺點(diǎn)與適用環(huán)境模式優(yōu)點(diǎn)封裝了狀態(tài)的轉(zhuǎn)換規(guī)則，可以對(duì)狀態(tài)轉(zhuǎn)換代碼進(jìn)行集中管理，而不是分散在一個(gè)個(gè)業(yè)務(wù)方法中將所有與某個(gè)狀態(tài)有關(guān)的行為放到一個(gè)類中，只需要注入一個(gè)不同的狀態(tài)對(duì)象即可使環(huán)境對(duì)象擁有不同的行為允許狀態(tài)轉(zhuǎn)換邏輯與狀態(tài)對(duì)象合成一體，而不是提供一個(gè)巨大的條件語(yǔ)句塊，可以避免使用龐大的條件語(yǔ)句來(lái)將業(yè)務(wù)方法和狀態(tài)轉(zhuǎn)換代碼交織在一起可以讓多個(gè)環(huán)境對(duì)象共享一個(gè)狀態(tài)對(duì)象，從而減少系統(tǒng)中對(duì)象的個(gè)數(shù)狀態(tài)模式的優(yōu)缺點(diǎn)與適用環(huán)境模式缺點(diǎn)會(huì)增加系統(tǒng)中類和對(duì)象的個(gè)數(shù)，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行開(kāi)銷(xiāo)增大結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)都較為復(fù)雜，如果使用不當(dāng)將導(dǎo)致程序結(jié)構(gòu)和代碼混亂，增加系統(tǒng)