一个对象有多种状态,在不同的状态下,同一种方法有不同的行为。如果用swich-case语句,将有大量的条件分支和逻辑代码混在一起。状态模式将每个状态封装到一个独立的类中,利用多态性使得不同状态下同一种方法表现不同的行为。
状态模式的UML图如下:
星际中人族的机枪兵Marine有两种状态:普通状态和打了兴奋针后的状态,两种状态下机枪兵的开枪频率是不同的,我们用状态模式来实现机枪兵的fire()方法。
首先定义抽象状态State接口,这个接口指定了机枪兵的fire行为:
public interface State {
public void fire();
}State接口有一个fire()方法,我们实现两个子类NormalState和ExcitedState,分别表示普通状态和打了兴奋针后的状态,并实现具体的fire方法:
public class NormalState implements State {
public void fire() {
System.out.println("普通状态每秒开枪1次。");
}
}
public class ExcitedState implements State {
public void fire() {
System.out.println("兴奋状态每秒开枪2次。");
}
}最后,定义机枪兵类Marine,每个Marine的实例代表一个机枪兵:
public class Marine {
// 保持一个状态类的实例:
private State state = new NormalState();
// 为机枪兵设置状态:
public void setState(State state) {
this.state = state;
}
// fire()方法,实际调用的是state变量的fire()方法:
public void fire() {
state.fire();
}
}最后我们看看如何在客户端控制一个机枪兵的状态:
public static void main(String[] args) {
// 创建一个机枪兵的实例:
Marine marine = new Marine();
// 调用fire()方法:
marine.fire();
// 设置为兴奋状态:
marine.setState(new ExcitedState());
// 再调用fire()方法:
marine.fire();
}对同一个Marine对象调用两次fire()方法,屏幕输出为:
普通状态每秒开枪1次。
兴奋状态每秒开枪2次。可见机枪兵在两种状态下的同一个fire()方法有不同的行为。
使用状态模式的好处是每个状态被封装到一个独立的类中,这些类可以独立变化,而主对象中没有繁琐的swich-case语句,并且添加新的状态非常容易,只需要从State派生一个新类即可。
(参考:Design Patterns)