设计模式-状态模式（策略模式的孪生兄弟）以及JDK类库中的应用

状态模式

定义

当一个对象的状态发生改变时，允许其改变行为。当一个对象存在多个状态，每种状态之间可以相互转换，并且每种状态对应不同的行为时可以使用状态模式。状态模式将一个对象的多种行为分离开来，并封装到具体的状态类中。它是一种对象行为型模式。

使用场景

状态模式主要适用于当控制一个对象状态转换的条件表达式过于复杂时，把状态判断的逻辑封装到具体状态类中。

结构

抽象状态类（State）：定义一个不同状态下的行为方法，由具体的抽象类来实现不同的行为方法。

具体状态类（ConcreteState）：实现抽象状态类的抽象方法，并根据环境类中状态类的状态执行不同的行为。

环境类（Context）：拥有一个状态属性和抽象状态类，根据状态属性的不同实例化不同的具体状态类。环境类还包括一个唤醒方法用来执行具体状态类的行为。

类图

案例

以一天的工作状态为例，每个时间段有不同的工作状态。

抽象工作状态类

package com.headfirst.statemode.interfaces;

import com.headfirst.statemode.dao.Work;

public interface WorkState {

	public void writeProgramme(Work work);
	
}

具体工作状态类

上午工作状态类

package com.headfirst.statemode.dao;

import com.headfirst.statemode.interfaces.WorkState;

public class MorningState implements WorkState {

	@Override
	public void writeProgramme(Work work) {
		if (work.getTime() < 12) {
			System.out.println("现在是"+ work.getTime() +"点，看看新闻，喝喝茶");
		} else {
			work.setState(new NoonState());
			work.writeProgramme();
		}
	}

}

中午工作状态类

package com.headfirst.statemode.dao;

import com.headfirst.statemode.interfaces.WorkState;

public class NoonState implements WorkState {

	@Override
	public void writeProgramme(Work work) {
		if (work.getTime() < 13) {
			System.out.println("现在是" + work.getTime() + "点,午休时间");
		} else {
			work.setState(new AfternoonState());
			work.writeProgramme();
		}
	}

}

下午工作状态类

package com.headfirst.statemode.dao;

import com.headfirst.statemode.interfaces.WorkState;

public class AfternoonState implements WorkState{

	@Override
	public void writeProgramme(Work work) {
		if( work.getTime() < 18 ){
			System.out.println("现在是"+ work.getTime() +"点，敲代码...思考...");
		}else{
			work.setState(new EveningState());
			work.writeProgramme();
		}
	}

}

加班工作状态类

package com.headfirst.statemode.dao;

import com.headfirst.statemode.interfaces.WorkState;

public class EveningState implements WorkState{

	@Override
	public void writeProgramme(Work work) {
		if(work.getIsFinished()){
			System.out.println("下班。。。");
		}else{
			if(work.getTime() < 20){
				System.out.println("现在是"+ work.getTime() +"点，加班中。。。");
			}else{
				work.setState(new EnforceOffWorkState());
				work.writeProgramme();
			}
		}
	}

}

强制下班状态类

package com.headfirst.statemode.dao;

import com.headfirst.statemode.interfaces.WorkState;

public class EnforceOffWorkState implements WorkState{

	@Override
	public void writeProgramme(Work work) {
		System.out.println("八点强制下班。。。");
	}

}

环境类

package com.headfirst.statemode.dao;

import com.headfirst.statemode.interfaces.WorkState;

public class Work {

	private WorkState state;
	private int time;
	private boolean isFinished = false;
	
	public Work(){
		state = new MorningState();
	}

	public void writeProgramme(){
		state.writeProgramme(this);
	}
	
	public WorkState getState() {
		return state;
	}

	public void setState(WorkState state) {
		this.state = state;
	}

	public boolean isFinished() {
		return isFinished;
	}

	public void setFinished(boolean isFinished) {
		this.isFinished = isFinished;
	}
	
	public boolean getIsFinished(){
		return isFinished;
	}

	public int getTime() {
		return time;
	}

	public void setTime(int time) {
		this.time = time;
	}
	
}

测试类

	public static void main(String[] args) {
		Work work = new Work();
		for (int i = 8;i<=24;i++) {
			work.setTime(i);
			work.writeProgramme();
		}
		
	}

结果

优点

1、封装了转换规则。 2、枚举可能的状态，在枚举状态之前需要确定状态种类。 3、将所有与某个状态有关的行为放到一个类中，并且可以方便地增加新的状态，只需要改变对象状态即可改变对象的行为。 4、允许状态转换逻辑与状态对象合成一体，而不是某一个巨大的条件语句块。 5、可以让多个环境对象共享一个状态对象，从而减少系统中对象的个数。

缺点

 1、状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。 2、状态模式的结构与实现都较为复杂，如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。 3、状态模式对"开闭原则"的支持并不太好，对于可以切换状态的状态模式，增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码，否则无法切换到新增状态，而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。

JDK类库中的状态模式

java.util.Iterator 
javax.faces.lifecycle.LifeCycle#execute()