java设计模式--[行为模式]--状态模式[state pattern]

最新推荐文章于 2019-06-29 20:30:48 发布

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#设计模式 #Java #UML

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本文介绍状态模式的概念、组成及应用场景，并通过一个枪械子弹状态切换的例子详细展示了如何使用状态模式实现对象内部状态改变时的行为变化。

一. 狀態模式

允許一個對象在其內部狀態改變時改變它的行為.這個對象看起來似乎修改了它的類.看起來,狀態模式好像是神通廣大--居然可以修改自身的類!

二. 狀態模式包括三個角色:

1. 環境: 環境是一個類,該類含有抽象狀態聲明的變量,可以引用任何具體狀態類的實例.

2. 抽象狀態: 抽象狀態是一個接口或抽象類,定義了與環境的一個特定狀態相關的若干方法.

3.具體狀態: 具體狀態是實現(擴展)旬狀態(抽象類)的類.

三. 狀態模式的UML類圖如下:

四. 下面以一個冬簡單的實例來說明狀態的切換:

一個彈夾可以裝3顆子彈,每次發射一顆,全發射完后,可以重新裝滿3顆子彈,其狀態轉換圖如下所示:

五. 完整的示例代碼如下:

1. 環境類:

package behavioralPattern.state.state1;

/**
 * @ClassName: Gun
 * @Description:槍類[context]
 * @author Liyongbin
 * @date 2011-2-9 下午05:07:17
 * @version V1.0
 */
public class Gun {
	
	private IState state, state0, state1, state2, state3;
	
	public Gun() {
		//無子彈
		state0 = new State0Bullet(this);
		//1顆子彈
		state1 = new State1Bullet(this);
		//2顆子彈
		state2 = new State2Bullet(this);
		//3顆子彈
		state3 = new State3Bullet(this);
		//默認情況下有3顆子彈
		state = state3;
	}

	//發射子彈
	public void fire(){
		state.fire();
	}
	public IState getState() {
		return state;
	}

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

	public IState getState0() {
		return state0;
	}

	public void setState0(IState state0) {
		this.state0 = state0;
	}

	public IState getState1() {
		return state1;
	}

	public void setState1(IState state1) {
		this.state1 = state1;
	}

	public IState getState2() {
		return state2;
	}

	public void setState2(IState state2) {
		this.state2 = state2;
	}

	public IState getState3() {
		return state3;
	}

	public void setState3(IState state3) {
		this.state3 = state3;
	}
}

2. 抽象狀態類:

package behavioralPattern.state.state1;
/**
 * @ClassName: IState 
 * @Description:狀態[State]
 * @author Liyongbin
 * @date 2011-2-9 下午05:08:49 
 * @version V1.0
 */
public interface IState {
	//發射
	public void fire();
	//裝子彈
	public void loadBullet();
	//顯示狀態信息
	public String message();
}

3. 無子彈狀態

package behavioralPattern.state.state1;

/**
 * @ClassName: State2Bullet
 * @Description:無子彈狀態
 * @author Liyongbin
 * @date 2011-2-9 下午05:15:56
 * @version V1.0
 */
public class State0Bullet implements IState {

	private Gun gun;

	public State0Bullet(Gun gun) {
		this.gun = gun;
	}

	//發射子彈
	@Override
	public void fire() {
		//當前的狀態
		System.out.print("裝滿三顆子彈!");
		//獲取下一個狀態
		this.gun.setState(gun.getState3());
		//輸出要進入狀態的信息
		System.out.println("進入"+"["+gun.getState3().message()+"]");
	}
	
	//能否裝彈
	@Override
	public void loadBullet() {
		System.out.println("可以裝子彈.");
	}

	//當前狀態信息
	@Override
	public String message() {
		return "無顆子彈狀態";
	}
}

4. 1顆子彈狀態

package behavioralPattern.state.state1;

/**
 * @ClassName: State1Bullet
 * @Description:1顆子彈狀態
 * @author Liyongbin
 * @date 2011-2-9 下午05:16:10
 * @version V1.0
 */
public class State1Bullet implements IState {

	private Gun gun;

	public State1Bullet(Gun gun){
		this.gun = gun;
	}
	
	//發射子彈
	@Override
	public void fire() {
		//當前的狀態
		System.out.print("射出最后一顆子彈!");
		//獲取下一個狀態
		this.gun.setState(gun.getState0());
		//輸出要進入狀態的信息
		System.out.println("進入"+"["+gun.getState0().message()+"]");
	}
	
	//能否裝彈
	@Override
	public void loadBullet() {
		System.out.println("不能裝子彈.");
	}

	//當前狀態信息
	@Override
	public String message() {
		return "1顆子彈狀態";
	}
}

5. 2顆子彈狀態

package behavioralPattern.state.state1;
/**
 * @ClassName: State2Bullet 
 * @Description:2顆子彈狀態
 * @author Liyongbin
 * @date 2011-2-9 下午05:15:56 
 * @version V1.0
 */
public class State2Bullet implements IState {
	private Gun gun;
	
	public State2Bullet(Gun gun){
		this.gun = gun;
	}
	
	//發射子彈
	@Override
	public void fire() {
		//當前的狀態
		System.out.print("射出一顆子彈!");
		//獲取下一個狀態
		this.gun.setState(gun.getState1());
		//輸出要進入狀態的信息
		System.out.println("進入"+"["+gun.getState1().message()+"]");
	}
	
	//能否裝彈
	@Override
	public void loadBullet() {
		System.out.println("不能裝子彈.");
	}

	//當前狀態信息
	@Override
	public String message() {
		return "2顆子彈狀態";
	}
}

6. 3顆子彈狀態

package behavioralPattern.state.state1;
/**
 * @ClassName: State3Bullet 
 * @Description:3顆子彈狀態
 * @author Liyongbin
 * @date 2011-2-9 下午05:15:26 
 * @version V1.0
 */
public class State3Bullet implements IState {
	private Gun gun;
	
	public State3Bullet(Gun gun){
		this.gun = gun;
	}
	
	
	//發射子彈
	@Override
	public void fire() {
		//當前的狀態
		System.out.print("射出一顆子彈!");
		//獲取下一個狀態
		this.gun.setState(gun.getState2());
		//輸出要進入狀態的信息
		System.out.println("進入"+"["+gun.getState2().message()+"]");
	}
	
	//能否裝彈
	@Override
	public void loadBullet() {
		System.out.println("不能裝子彈.");
	}

	//當前狀態信息
	@Override
	public String message() {
		return "3顆子彈狀態";
	}
}

7. 測試類

package behavioralPattern.state.state1;
/**
 * @ClassName: StateTest 
 * @Description:狀態模式測試
 * @author Liyongbin
 * @date 2011-2-9 下午06:01:21 
 * @version V1.0
 */
public class StateTest {
	public static void main(String[] args) {
		Gun gun = new Gun();
		gun.fire();
		gun.fire();
		gun.fire();
		gun.fire();
		gun.fire();
		gun.fire();
		gun.fire();
	}
}

8.測試結果如下: