状态模式(State Pattern)

状态模式是一种行为设计模式,它使对象能够在内部状态改变时改变其行为。本文通过实例展示了如何用状态模式替换多层if-else逻辑,简化代码结构。首先,通过接口定义了不同状态的行为,然后创建具体状态类实现这些行为。接着,创建一个上下文类(如`Student`),持有状态对象并调用其相应方法。最后,通过切换状态对象,实现了根据对象状态的动态行为变化。此外,还提到了使用枚举来进一步简化状态模式的实现。

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定义

状态模式(State Pattern):允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为,对象看起来似乎修改了它的类。其别名为状态对象(Objects for Status)。简而言之——对象可根据不同情况作出不同行为
阿里规范手册有言:超过三层的if-else的逻辑判断代码可以使用卫语句(指在分支判断中提前返回)、策略模式、状态模式来实现,其中卫语句示例如下:

public void today() {
    if (isBusy()) {
        System.out.println("change time.");
        return;
    }
    
    if (isFree()) {
        System.out.println("go to travel.");
        return;
    }
}

代码对比演示

条件判断对象属性

if("Happy".equals(zhangSan.getState())){
    System.out.println("跑着去学校");
}
if("Sad".equals(zhangSan.getState())){
    System.out.println("走着去学校");
}
if("Sick".equals(zhangSan.getState())){
    System.out.println("病了不去学校");
}

状态模式改造

public class StatePattern {
    public static void main(String[] args) {
        Student zhangSan = new Student();
        zhangSan.changeState(new Happy());
        zhangSan.howToGo(); // 跑着去学校
        zhangSan.changeState(new Sad());
        zhangSan.howToGo(); // 走着去学校
    }
}

// 状态接口
interface State{
    void goSchool();
}

class Happy implements State{
    @Override
    public void goSchool() {
        System.out.println("跑着去学校");
    }
}

class Sad implements State{
    @Override
    public void goSchool() {
        System.out.println("走着去学校");
    }
}

class Sick implements State{
    @Override
    public void goSchool() {
        System.out.println("病了不去学校");
    }
}

class Student{
    private State state;
    public void changeState(State state){
        this.state = state;
    }

    public void howToGo(){
        state.goSchool();
    }
}

改用枚举

public class StatePattern {
    public static void main(String[] args) {
        Student.Happy.howToGo();
        Student.Sad.howToGo();
    }
}


interface State{
    void goSchool();
}

class Happy implements State{
    @Override
    public void goSchool() {
        System.out.println("跑着去学校");
    }
}

class Sad implements State{
    @Override
    public void goSchool() {
        System.out.println("走着去学校");
    }
}

class Sick implements State{
    @Override
    public void goSchool() {
        System.out.println("病了不去学校");
    }
}

enum Student{
    Happy(new Happy()),

    Sad(new Sad()),

    Sick(new Sick());

    private State state;

    Student(State state) {
        this.state = state;
    }
    
    public void howToGo(){
        state.goSchool();
    }
}

类图

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