JAVA23种设计模式之状态模式

1. 状态模式
   状态模式允许一个对象在其内部状态发送改变时，改变其行为，看上去就像是改变了他的类一样。
   状态模式要求我们把对象的行为放到对象不同的状态中。随着状态的改变对象的行为也随之发生改变。另外重要的一点是，我们研究的对象要持有所有的状态，在状态类中是通过对象来改变其自身的状态的。
2. 状态模式的示意图
   
3. 状态模式包含的角色
   环境角色：持有所有自身所有的状态。而且，该类中也定义了当前对象转换状态的操作。也就是通过这些方法来返回当前对象的具体状态。
   **抽象状态角色：**定义一个接口供所有具体状态实现。里面定义了状态转换的操作方法。也就是一系列动作，例如：酒店需要通过预定或者入住，才能将房间的状态的转变为已预订状态和已入住状态，这里的预定和入住的方法就需要定义在这个抽象角色中，供具体状态角色实现。
   具体状态角色：持有环境角色。 每个具体状态角色都实现了该状态下，环境角色的所有行为。
4. 状态模式示例代码
   场景：日常生活中餐厅为例，你如果想去吃饭，则需要提前预定，然后前往吃饭，吃完饭付完钱就可以释放当前餐桌。既然预定了，也可以退订。这里涉及到的餐桌状态就有，已预订状态，已占用状态(这里占用指的是现场有人在吃饭！)，空闲状态。
   注意：在这里我们要分清楚对象的状态和改变对象状态的操作。
   环境角色： （餐桌）

  public class Table {
    public State bookedState;
    public State freeState;
    public State occupiedState;
    private State state ;
    public Table() {
        bookedState = new BookedState(this);
        freeState = new FreeState(this);
        occupiedState = new OccupiedState(this);
        state = freeState;//初始为空闲
    }
    public void setState(State state) {
        this.state = state;
    }
    /**
     * 预定
     */
    public  void book(){
        state.book();
    }
    /**
     * 退订
     */
    public void Unsubscribe(){
        state.Unsubscribe();
    }
    /**
     * 吃饭
     */
    public void eat(){
        state.eat();
    }
    /**
     * 付钱走人
     */
    public void payMoneyAndLeave(){
        state.payMoneyAndLeave();
    }
}

抽象状态角色：

public interface State {
    /**
     * 预定
     */
    void book();
    /**
     * 退订
     */
    void Unsubscribe();
    /**
     * 吃饭
     */
    void eat();
    /**
     * 付钱走人
     */
    void payMoneyAndLeave();
}

具体状态角色：（各种状态）
空闲状态：

public class FreeState implements State {
    private Table table;
    public FreeState(Table table) {
        this.table = table;
    }
    @Override
    public void book() {
        System.out.println("您已经成功预订了...");
        table.setState(table.bookedState);
    }
    @Override
    public void Unsubscribe() {
    }
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("您已经成功开始等菜...");
        table.setState(table.occupiedState);
    }
    @Override
    public void payMoneyAndLeave() {

    }
}

预定状态:

public class BookedState implements State{
    private Table table;
    public BookedState(Table table) {
        this.table = table;
    }
    @Override
    public void book() {
    }
    @Override
    public void Unsubscribe() {
        System.out.println("您已经成功取消预订了...");
        table.setState(table.freeState);
    }
   @Override
    public void eat() {
        System.out.println("您已经到达餐厅吃饭...");
        table.setState(table.occupiedState);
    }
    @Override
    public void payMoneyAndLeave() {

    }
}

占用状态：(指到现场吃饭）

public class OccupiedState implements State {
    private Table table;
    public OccupiedState(Table table) {
        this.table = table;
    }
    @Override
    public void book() {
    }
    @Override
    public void Unsubscribe() {
        System.out.println("您已经成功取消了预订了...");
        table.setState(table.freeState);
    }
    @Override
    public void eat() {
    }
    @Override
    public void payMoneyAndLeave() {
        System.out.println("您已经付完钱离开...");
        table.setState(table.freeState);
    }
}

测试主函数：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
       Table table =  new Table();
       table.book();
       table.eat();
       table.payMoneyAndLeave();
       System.out.println("----------------------------------");
       table.eat();
       table.payMoneyAndLeave();
    }
}

5. 状态模式的优缺点

• 优点：
• 封装了转换规则。
• 枚举了对象几乎所有的状态。
• 将所有与某个状态相关的行为或者是方法放到一个类中，可以很方便的增加新的状态，只需要该表状态的行为即可。
• 减少了代码中的if…else…的使用。
• 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：
• 会增加系统的类和对象的个数。
• 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。
• 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。