狀態(tài)模式課件

DesignPatterns狀態(tài)模式大綱狀態(tài)模式概述狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)狀態(tài)模式的應(yīng)用實例共享狀態(tài)使用環(huán)境類實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換狀態(tài)模式的優(yōu)缺點與適用環(huán)境狀態(tài)模式狀態(tài)模式概述H2O的三種狀態(tài)（未考慮臨界點）狀態(tài)模式狀態(tài)模式概述分析在軟件系統(tǒng)中：有些對象具有多種狀態(tài)這些狀態(tài)在某些情況下能夠相互轉(zhuǎn)換對象在不同的狀態(tài)下將具有不同的行為復(fù)雜的條件判斷語句來進行狀態(tài)的判斷和轉(zhuǎn)換操作

導(dǎo)致代碼的可維護性和靈活性下降

出現(xiàn)新的狀態(tài)時，代碼的擴展性很差，客戶端代碼也需要進行相應(yīng)的修改，違背了開閉原則classTestXYZ{intbehaviour;//GetterandSetter......publicvoidHandleAll(){if(behaviour==0){//dosomething}elseif(behaviour==1){//dosomething}elseif(behaviour==2){//dosomething}elseif(behaviour==3){//dosomething}...somemoreelseif...}}狀態(tài)模式狀態(tài)模式概述狀態(tài)模式的定義對象行為型模式狀態(tài)模式：允許一個對象在其內(nèi)部狀態(tài)改變時改變它的行為。對象看起來似乎修改了它的類。StatePattern:Allowanobjecttoalteritsbehaviorwhenitsinternalstatechanges.Theobjectwillappeartochangeitsclass.狀態(tài)模式狀態(tài)模式概述狀態(tài)模式的定義又名狀態(tài)對象(ObjectsforStates)用于解決系統(tǒng)中復(fù)雜對象的狀態(tài)轉(zhuǎn)換以及不同狀態(tài)下行為的封裝問題將一個對象的狀態(tài)從該對象中分離出來，封裝到專門的狀態(tài)類中，使得對象狀態(tài)可以靈活變化對于客戶端而言，無須關(guān)心對象狀態(tài)的轉(zhuǎn)換以及對象所處的當前狀態(tài)，無論對于何種狀態(tài)的對象，客戶端都可以一致處理狀態(tài)模式狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)狀態(tài)模式狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)狀態(tài)模式包含以下3個角色：Context（環(huán)境類）State（抽象狀態(tài)類）ConcreteState（具體狀態(tài)類）狀態(tài)模式狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)狀態(tài)模式的實現(xiàn)典型的抽象狀態(tài)類代碼：abstractclassState{//聲明抽象業(yè)務(wù)方法，不同的具體狀態(tài)類可以有不同的實現(xiàn)

publicabstractvoidHandle();}狀態(tài)模式狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)狀態(tài)模式的實現(xiàn)典型的具體狀態(tài)類代碼：classConcreteState:State{publicoverridevoidHandle(){ //方法具體實現(xiàn)代碼}}狀態(tài)模式狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)狀態(tài)模式的實現(xiàn)典型的環(huán)境類代碼：classContext{privateStatestate;//維持一個對抽象狀態(tài)對象的引用

privateintvalue;//其他屬性值，該屬性值的變化可能會導(dǎo)致對象狀態(tài)發(fā)生變化

//設(shè)置狀態(tài)對象publicvoidSetState(Statestate){ this.state=state;}publicvoidRequest(){ //其他代碼

state.Handle();//調(diào)用狀態(tài)對象的業(yè)務(wù)方法

//其他代碼

}}狀態(tài)模式狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)狀態(tài)模式的實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)：(1)統(tǒng)一由環(huán)境類來負責(zé)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，環(huán)境類充當了狀態(tài)管理器(StateManager)角色……publicvoidChangeState(){//判斷屬性值，根據(jù)屬性值進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換if(value==0){ this.SetState(newConcreteStateA());}elseif(value==1){ this.SetState(newConcreteStateB());}......}……狀態(tài)模式狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)狀態(tài)模式的實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)：(2)由具體狀態(tài)類來負責(zé)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，可以在具體狀態(tài)類的業(yè)務(wù)方法中判斷環(huán)境類的某些屬性值，再根據(jù)情況為環(huán)境類設(shè)置新的狀態(tài)對象，實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換……publicvoidChangeState(Contextctx){//根據(jù)環(huán)境對象中的屬性值進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換if(ctx.Value==1){ ctx.SetState(newConcreteStateB());}elseif(ctx.Value==2){ ctx.SetState(newConcreteStateC());}......}……狀態(tài)模式狀態(tài)模式的應(yīng)用實例實例說明某軟件公司要為一銀行開發(fā)一套信用卡業(yè)務(wù)系統(tǒng)，銀行賬戶(Account)是該系統(tǒng)的核心類之一，通過分析，該軟件公司開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)中賬戶存在3種狀態(tài)，且在不同狀態(tài)下賬戶存在不同的行為，具體說明如下：(1)如果賬戶中余額大于等于0，則賬戶的狀態(tài)為正常狀態(tài)(NormalState)，此時用戶既可以向該賬戶存款也可以從該賬戶取款；(2)如果賬戶中余額小于0，并且大于-2000，則賬戶的狀態(tài)為透支狀態(tài)(OverdraftState)，此時用戶既可以向該賬戶存款也可以從該賬戶取款，但需要按天計算利息；(3)如果賬戶中余額等于-2000，那么賬戶的狀態(tài)為受限狀態(tài)(RestrictedState)，此時用戶只能向該賬戶存款，不能再從中取款，同時也將按天計算利息；(4)根據(jù)余額的不同，以上3種狀態(tài)可發(fā)生相互轉(zhuǎn)換?，F(xiàn)使用狀態(tài)模式設(shè)計并實現(xiàn)銀行賬戶狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。狀態(tài)模式狀態(tài)模式的應(yīng)用實例實例分析與類圖銀行賬戶狀態(tài)圖狀態(tài)模式狀態(tài)模式的應(yīng)用實例實例分析與類圖銀行賬戶結(jié)構(gòu)圖狀態(tài)模式狀態(tài)模式狀態(tài)模式實例與解析實例一：論壇用戶等級

在某論壇系統(tǒng)中，用戶可以發(fā)表留言，發(fā)表留言將增加積分；用戶也可以回復(fù)留言，回復(fù)留言也將增加積分；用戶還可以下載文件，下載文件將扣除積分。該系統(tǒng)用戶分為三個等級，分別是新手、高手和專家，這三個等級對應(yīng)三種不同的狀態(tài)，這三種狀態(tài)分別定義如下：(1)如果積分小于100分，則為新手狀態(tài)，用戶可以發(fā)表留言、回復(fù)留言，但是不能下載文件。如果積分大于等于1000分，則轉(zhuǎn)換為專家狀態(tài)；如果積分大于等于100分，則轉(zhuǎn)換為高手狀態(tài)。(2)如果積分大于等于100分但小于1000分，則為高手狀態(tài)，用戶可以發(fā)表留言、回復(fù)留言，還可以下載文件，而且用戶在發(fā)表留言時可以獲取雙倍積分。如果積分小于100分，則轉(zhuǎn)換為新手狀態(tài)；如果積分大于等于1000分，則轉(zhuǎn)換為專家狀態(tài)；如果下載文件后積分小于0，則不能下載該文件。(3)如果積分大于等于1000分，則為專家狀態(tài)，用戶可以發(fā)表留言、回復(fù)留言和下載文件，用戶除了在發(fā)表留言時可以獲取雙倍積分外，下載文件只扣除所需積分的一半。如果積分小于100分，則轉(zhuǎn)換為新手狀態(tài)；如果積分小于1000分，但大于等于100，則轉(zhuǎn)換為高手狀態(tài)；如果下載文件后積分小于0，則不能下載該文件。狀態(tài)模式狀態(tài)模式狀態(tài)模式共享狀態(tài)動機在有些情況下，多個環(huán)境對象可能需要共享同一個狀態(tài)如果希望在系統(tǒng)中實現(xiàn)多個環(huán)境對象共享一個或多個狀態(tài)對象，那么需要將這些狀態(tài)對象定義為環(huán)境類的靜態(tài)成員對象狀態(tài)模式共享狀態(tài)實例某系統(tǒng)要求兩個開關(guān)對象要么都處于開的狀態(tài)，要么都處于關(guān)的狀態(tài)，在使用時它們的狀態(tài)必須保持一致，開關(guān)可以由開轉(zhuǎn)換到關(guān)，也可以由關(guān)轉(zhuǎn)換到開。試使用狀態(tài)模式來實現(xiàn)開關(guān)的設(shè)計。狀態(tài)模式共享狀態(tài)結(jié)構(gòu)開關(guān)及其狀態(tài)設(shè)計結(jié)構(gòu)圖狀態(tài)模式使用環(huán)境類實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換動機對于客戶端而言，無須關(guān)心狀態(tài)類，可以為環(huán)境類設(shè)置默認的狀態(tài)類，將狀態(tài)的轉(zhuǎn)換工作交給環(huán)境類（或具體狀態(tài)類）來完成，具體的轉(zhuǎn)換細節(jié)對于客戶端而言是透明的可以通過環(huán)境類來實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，環(huán)境類作為一個狀態(tài)管理器，統(tǒng)一實現(xiàn)各種狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換操作狀態(tài)模式使用環(huán)境類實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換實例現(xiàn)要開發(fā)一個屏幕放大鏡工具，其具體功能描述如下：用戶單擊“放大鏡”按鈕之后屏幕將放大一倍，再單擊一次“放大鏡”按鈕屏幕再放大一倍，第三次單擊該按鈕后屏幕將還原到默認大小。試使用狀態(tài)模式來設(shè)計該屏幕放大鏡工具。狀態(tài)模式使用環(huán)境類實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)屏幕放大鏡工具結(jié)構(gòu)圖狀態(tài)模式狀態(tài)模式的優(yōu)缺點與適用環(huán)境模式優(yōu)點封裝了狀態(tài)的轉(zhuǎn)換規(guī)則，可以對狀態(tài)轉(zhuǎn)換代碼進行集中管理，而不是分散在一個個業(yè)務(wù)方法中將所有與某個狀態(tài)有關(guān)的行為放到一個類中，只需要注入一個不同的狀態(tài)對象即可使環(huán)境對象擁有不同的行為允許狀態(tài)轉(zhuǎn)換邏輯與狀態(tài)對象合成一體，而不是提供一個巨大的條件語句塊，可以避免使用龐大的條件語句來將業(yè)務(wù)方法和狀態(tài)轉(zhuǎn)換代碼交織在一起可以讓多個環(huán)境對象共享一個狀態(tài)對象，從而減少系統(tǒng)中對象的個數(shù)狀態(tài)模式狀態(tài)模式的優(yōu)缺點與適用環(huán)境模式缺點會增加系統(tǒng)中類和對象的個數(shù)，導(dǎo)致系統(tǒng)運行開銷增大結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)都較為復(fù)雜，如果使用不當將導(dǎo)致程序結(jié)構(gòu)和代碼混亂，增加系統(tǒng)設(shè)計的難度對開閉原則的支持并不太好，增加新的狀態(tài)類