設(shè)計模式-狀態(tài)模式

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)模式概述H2O的三種狀態(tài)（未考慮臨界點）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雜的條件判斷語句來進行狀態(tài)的判斷和轉(zhuǎn)換操作

導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

{

int

behaviour;//GetterandSetter......publicvoidHandleAll(){if(behaviour==0){//dosomething}elseif(behaviour==1){//dosomething}elseif(behaviour==2){//dosomething}elseif(behaviour==3){//dosomething}...somemoreelseif...}}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)模式的結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)狀態(tài)模式的結(jié)構(gòu)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。現(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)模式的應(yīng)用實例實例代碼(1)Account：銀行賬戶，充當環(huán)境類(2)AccountState：賬戶狀態(tài)類，充當抽象狀態(tài)類(3)NormalState：正常狀態(tài)類，充當具體狀態(tài)類(4)OverdraftState：透支狀態(tài)類，充當具體狀態(tài)類(5)RestrictedState：受限狀態(tài)類，充當具體狀態(tài)類(6)Program：客戶端測試類演示……參考代碼(DesignPattern\StateSample)狀態(tài)模式的應(yīng)用實例結(jié)果及分析3次取款操作有不同的結(jié)果共享狀態(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。共享狀態(tài)結(jié)構(gòu)開關(guān)及其狀態(tài)設(shè)計結(jié)構(gòu)圖共享狀態(tài)實現(xiàn)開關(guān)類：Switch（環(huán)境類）抽象狀態(tài)類：SwitchState打開狀態(tài)類：OnState（具體狀態(tài)類）關(guān)閉狀態(tài)類：OffState（具體狀態(tài)類）客戶端測試類：Program演示……參考代碼(DesignPattern\SwitchStateSample)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。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)圖使用環(huán)境類實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換實現(xiàn)屏幕類：Screen（環(huán)境類）抽象狀態(tài)類：ScreenState正常狀態(tài)類：NormalState（具體狀態(tài)類）二倍狀態(tài)類：LargerState（具體狀態(tài)類）四倍狀態(tài)類：LargestState（具體狀態(tài)類）客戶端測試類：Program演示……參考代碼(DesignPattern\ScreenStateSample)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)，導致系統(tǒng)運行開銷增大結(jié)構(gòu)與實現(xiàn)都較為復雜，如果使用不當將導致程序結(jié)構(gòu)和代碼混亂，增加系統(tǒng)