状态模式(State Pattern)

用类表示状态

1.基本介绍

状态模式使用对象的形式来记录某种状态。使用状态模式可以省去多个if-else或者是switch的判断。可以直接使用对象方法的形式来处理逻辑。

我们在编写代码的时候，遇到大量的条件判断的时候，可能会采用策略模式来优化结构，因为这时涉及到策略的选择，但有时候仔细查看下，就会发现，这些所谓的策略其实是对象的不同状态，更加明显的是，对象的某种状态也成为判断的条件。

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2.实例分析

假设现在我们有一个饮水机，它有以下两个状态： 满桶，空桶。初始状态是满桶，容量是20。饮水机只有一个动作：press，每次press后都会使容量减1，一旦为0，则将状态设置为空桶，这时press没有水流出。

要使用状态模式，我们必须明确两个东西：状态和每个状态下执行的动作。就像是饮水机，最基本的状态就是满桶和空桶，而这两个状态下，都可能要执行倒水这个动作，也就是press。如果饮水机的容量为0，则会进入空桶的状态。

在状态模式中，因为所有的状态都要执行相应的动作，所以我们可以考虑将状态抽象出来。
状态的抽象一般有两种形式：接口和抽象类。如果所有的状态都有共同的数据域，可以使用抽象类，但如果只是单纯的执行动作，就可以使用接口。

接口：

public interface DispenserState {
    void press();
}

定义满桶和空桶两个状态

/**
 * @author Jay
 * @date 2019/6/5 22:40
 * @description 空桶
 */
public class NullState implements  DispenserState {
    @Override
    public void press() {
        System.out.println("There is not water poured!");
    }
}
/**
 * @author Jay
 * @date 2019/6/5 22:39
 * @description 满桶
 */
public class FullState implements DispenserState {
    @Override
    public void press() {
        System.out.println("Water is pouring!");

    }
}

实现饮水机

/**
 * @author Jay
 * @date 2019/6/5 22:41
 * @description 实现饮水机
 */
public class WaterDispenser {
    private static int capacity = 20;
    private static DispenserState dispenserState;

    public WaterDispenser(DispenserState state) {
        dispenserState = state;
    }

    private static void setState(DispenserState state) {
        dispenserState = state;
    }

    public DispenserState getState() {
        return dispenserState;
    }

    public void press() {
        capacity--;
        if (capacity <= 0) {
            // 只需要改变状态即可
            setState(new NullState());
        }
        dispenserState.press();
    }
}

测试:

   /**
 * @author Jay
 * @date 2019/6/5 22:49
 * @description
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        WaterDispenser dispenser = new WaterDispenser(new FullState());
        for (int i = 0; i < 100; ++i) {
            dispenser.press();
        }
    }
}

状态模式的好处就是将我们从这个复杂的嵌套条件中脱离出来，但状态模式的坏处也是非常明显：需要管理一系列的状态类。

状态模式的意图就是让每一个状态对修改关闭，允许对象在内部状态改变时改变它的行为，使对象看起来好像修改了它的类。

让每一个状态对修改关闭，也就是让状态类来改变状态，即封装，我们只能通过向状态类发送消息来改变状态，至于怎么改变，则完全隐藏起来。

允许对象在内部状态改变时改变它的行为，使对象看起来好像修改了它的类。其实，对象本身拥有一个状态类的对象集合，只要符合状态改变的条件，就可以将表示状态的状态类改变成下个状态类。从具体的代码来看，所谓的状态类的对象集合，其实就是我们的对象拥有一个状态类的引用，该引用可以指向任何状态类的对象集合的具体引用。对象本身一般都会有一个setState()方法，可以将状态修改成另一个状态。

状态模式的意图其实非常简单：将与状态有关的处理逻辑分散到代表对象状态的各个类中，但我们的Context类必须拥有这些状态对象集合的引用，这也就引出一个问题：实例化Context类对象会导致状态类对象集合初始化方面的问题，也就是对象的依赖问题。

为了尽可能减少这方面的依赖，我们的Context类通常拥有的只是一个状态类的抽象引用，然后设置一个setter以便动态的更改状态类对象

如果不是使用对象，而是采用常量的方法。

private static final int FULL_STATE = 0;
private static final int NULL_STATE = 1;

enum STATE{ NULL_STATE, FULL_STATE};

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4.模式总结

State(状态)

State角色表示状态，定义了根据不同状态进行不同处理的接口（API）。该接口（API）是那些处理内容依赖于状态的方法的集合。

ConcreteState(具体状态)

ConcreteState角色表示各个具体的状态，它实现了State接口。

Context(状况、前后关系、上下文)

Context角色持有表示当前状态的ConcreteState角色。此外，它还定义了供外部调用者使用State模式的接口（API）。

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