1 状态模式(State)
状态模式把对象的行为包装在不同的状态对象里,每一个状态对象都是一个抽象状态类的一个子类。状态模式的意图是让一个对象在其内部状态改变的时候,其行为也随之改变。和状态模式较相似的操作就是if…else if…else语句,同样都代表了不同条件下的对象行为,但是当条件较多时,或者状态改变较为复杂时,使用状态模式是更好的选择。
1.1 状态模式的结构
状态模式所涉及到的类包括三种
- Context;客户端中使用某一具体状态的实例。
- State;状态接口,定义每个状态所使用的方法。
- ConcreteState;具体状态类,每一个具体状态类都是状态接口的实例类,在客户端中被调用。
结构图如下:
1.2 实例
介绍一个状态模式的实例。使用的背景是航班项的状态,包括未分配、已分配、运行中、已结束、已取消这五种状态,每种状态之间可以互相转换,当航班项位于某一状态时,可以调用具体的方法输出当前状态信息。
首先创建State接口,由于共有五个状态,但由于未分配状态无法由其他状态转换得到,所以只需要在接口中定义四个方法。
public interface EntryState {
/**
* 已分配资源
*/
public EntryState allocted();
/**
* 启动状态
*/
public EntryState run();
/**
* 取消状态
*/
public EntryState cancel();
/**
* 结束状态
*/
public EntryState ended();
/**
* 返回状态
*/
public String tostring();
}
接下来创建五个接口的实现类.
以分配(Alloct)状态为例。其中对于无法转换的状态做了异常处理。
public class Alloct implements EntryState{
/*
* AF:
* instance:Alloct状态
*/
static EntryState instance=new Alloct();
public static EntryState getState() {
return instance;
}
@Override
public String tostring() {
return "alloct State";
}
@Override
public EntryState allocted() {
throw new IllegalArgumentException();
}
@Override
public EntryState run() {
return Run.instance;
}
@Override
public EntryState cancel() {
return Cancel.instance;
}
@Override
public EntryState ended() {
throw new IllegalArgumentException();
}
}
相应的Context类如下
public class Context{
private EntryState currentstate;
public CommonPlanningEntry(){
this.currentstate=Waitting.getState();
}
public void setstate(EntryState state) {
this.currentstate=state;
}
@Override
public void setalloct() {
setstate(currentstate.allocted());
}
@Override
public void setrun() {
setstate(currentstate.run());
}
@Override
public void setcancel() {
setstate(currentstate.cancel());
}
@Override
public void setend() {
setstate(currentstate.ended());
}
@Override
public String getName() {
return this.planName;
}
@Override
public EntryState getState() {
return this.currentstate;
}
/**
* 当前状态
* @return
*/
@Override
public String getcurrentState() {
return this.currentstate.tostring();
}
}
以上的具体状态类使用了静态State变量代表一个状态,另一种方法是将Context类作为输入的参数,此时对Context类做出修改
public class Context{
private EntryState currentstate;
public CommonPlanningEntry(){
this.currentstate=null;
}
public void setstate(EntryState state) {
this.currentstate=state;
}
@Override
public EntryState getState() {
return this.currentstate;
}
同时对State类进行修改,修改方法的输入参数和实现。
public class Alloct implements EntryState{
/*
* AF:
* instance:Alloct状态
*/
@Override
public String tostring() {
return "alloct State";
}
@Override
public void SetState(Context context) {
context.setstate(this);
}
}
但是这一种方法还需要创建一个Client类来调用Context类和相应的方法,同时还需要在Context类添加状态转换的异常处理(未给出具体代码),而第一种实现方法在具体类中就对错误状态转换做了处理,但第二种方法的具体类和Context的方法实现比前一种方法更简洁些;各有优劣之处。
2 备忘录模式(Memento)
备忘录模式在不破坏类封装性的前提下,会捕获一个对象的内部状态,并在对象之外保存该状态。可以在未来的某个时刻将该对象恢复到保存的某个状态,也就是“回滚”。
2.1 备忘录模式的结构
备忘录模式包括三个不同的角色
- Originator;需要备忘的类
- Caretaker;添加originator的备忘记录和恢复
- Memento;备忘录:记录originator对象的历史状态
结构图:
2.2 简单实例
Memento类
class Memento{//非常简单的类,只记录一个历史状态
private State state;
public Memento(State state) {
this.state=state;
}
public State getState() {
return state;
}
}
Originator类
class Originator{
private State state;
public void setState(State state) {//ADT原本的状态转换功能,可能更复杂(如State模式
System.out.println("Originator :Setting state to "+state.toString());
this.state=state;
}
public Memento save() {//保存历史状态,delegate到memento去实现
System.out.println("");
return new Memento(state);
}
public void restore(Memento m) {//利用传入的Menmento对象来恢复历史状态
state=m.getState();
System.out.println("Originator:State after restoring from Memento: "+state);
}
}
Caretaker类
class Caretaker{
private List<Memento> mementos=new ArrayList<test.Memento>();
//以列表的方式保留一系列开始状态
public void addMementto(Memento m) {//添加一个新的历史状态
mementos.add(m);
}
public Memento getMemento(int i) {输入索引
if(mementos.size()<i)
throw new RuntimeErrorException("Can't rollback");
return mementos.get(mementos.size()-i);//取出需要回滚的状态,取出之后备忘录应维护
}
}
客户端Client类
public class Client{
public static void main(String[] args) {
Caretaker caretaker=new Caretaker();
Originator originator=new Originator();
State state1;
originator.setState(state1);
caretaker.addMementto(originator.save());
originator.restore(caretaker.getMemento(1));
}
}
这只是一个备忘录模式的一个大致框架,其中保存的状态类State需要根据适应实际问题,因此在Originator类中的setState方法可能会更复杂。而且在Caretaker类中取出历史状态时,需要考虑更新备忘录,即是否需要将取出的状态在备忘录中删去,从而调整其他保存的历史状态在列表中的索引。
3 两个模式之间的关系
备忘录模式中可使用状态模式

参考资料:课程PPT整理