What
状态模式（State Pattern），允许一个对象在其内部状态改变的时候改变其行为。这个对象看上去就像是改变了它的类一样。状态模式是一种对象行为型模式。
Why
状态模式可以通过将事件触发的状态转移和动作执行，拆分到不同的状态类中，来避免分支判断逻辑。
状态模式可以封装转换规则。
枚举可能的状态，在枚举状态之前需要确定状态种类。
将所有与某个状态有关的行为放到一个类中，并且可以方便地增加新的状态，只需要改变对象状态即可改变对象的行为。
允许状态转换逻辑与状态对象合成一体，而不是某一个巨大的条件语句块。
可以让多个环境对象共享一个状态对象，从而减少系统中对象的个数。
对于这些优点，大家可以从下面具体的实例中去感受。
When
在以下情况下可以使用状态模式：
对象的行为依赖于它的状态（属性）并且可以根据它的状态改变而改变它的相关行为。
代码中包含大量与对象状态有关的条件语句，这些条件语句的出现，会导致代码的可维护性和灵活性变差，不能方便地增加和删除状态，使客户类与类库之间的耦合增强。在这些条件语句中包含了对象的行为，而且这些条件对应于对象的各种状态。
How
用一句话来表述，状态模式把所研究的对象的行为包装在不同的状态对象里，每一个状态对象都属于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。
《超级马里奥》这款游戏，大家应该都玩过吧。马里奥的状态变换规则如下：
游戏一开始，小马里奥从天而降，欢乐的蹦哒着，虽然金钱袋空空如也；
当小马里奥吃掉蘑菇后，小马奥就变身大马里奥，并且可以得到一定金钱作为奖励；
当小马里奥碰到怪兽时，小马里奥就直接gg了，金钱袋直接变空了；
当大马里奥碰到怪兽时，大马里奥就一波回到解放前，变成了小马里奥，并扣除一部分金钱。
以上马里奥的状态变化伴随金钱的增加与减少，这个案例特别适合使用状态模式来实现。下面，我们就来用代码实现下该需求。
首先，我们定义一个接口，实现该接口可以实现不同状态的马里奥。该接口下，定义事件，即吃蘑菇和碰到怪兽。
public interface IMario {
State getState();
void obtainMushRoom();
void meetMonster();
}
public class SmallMario implements IMario {
private MarioStateMachine marioStateMachine;
public SmallMario(MarioStateMachine marioStateMachine) {
this.marioStateMachine = marioStateMachine;
}
@Override
public State getState() {
return State.SMALL;
}
@Override
public void obtainMushRoom() {
System.out.println("Small Mario obtain mushroom");
marioStateMachine.addMoney(100);
marioStateMachine.setState(new SuperMario(marioStateMachine));
System.out.println("Add money: " + 100);
System.out.println("Current state: " + marioStateMachine.getState().getState());
}
@Override
public void meetMonster() {
System.out.println("Small Mario meets monster");
marioStateMachine.addMoney(200);
System.out.println("Sub money: " + 200);
System.out.println("Current state: " + marioStateMachine.getState().getState());
}
}
public class SuperMario implements IMario {
private MarioStateMachine marioStateMachine;
public SuperMario(MarioStateMachine marioStateMachine) {
this.marioStateMachine = marioStateMachine;
}
@Override
public State getState() {
return State.SUPER;
}
@Override
public void obtainMushRoom() {
System.out.println("Super Mario obtain mush room");
this.marioStateMachine.addMoney(100);
System.out.println("add money: " + 100);
}
@Override
public void meetMonster() {
System.out.println("Super Mario meets monster");
this.marioStateMachine.setState(new SmallMario(marioStateMachine));
this.marioStateMachine.subMoney(200);
System.out.println("sub money: " + 200);
System.out.println("current state: " + marioStateMachine.getState().getState());
}
}
接下来，我们定义下状态机类，该类下包含两个成员属性——金钱（money
）和状态（state
），注意状态（state
）变量需要在状态变化时传入下一个状态，就像上面SmallMario
中的obtainMushRoom
方法，需要调用this.marioStateMachine.setState(new SuperMario(this.marioStateMachine))
，这样marioStateMachine.getState()
时就会返回更新后的状态。
public class MarioStateMachine {
private Integer money;
private IMario state;
public Integer getMoney() {
return money;
}
public IMario getState() {
return state;
}
public void setState(IMario state) {
this.state = state;
}
public MarioStateMachine() {
this.money = 0;
this.state = new SmallMario(this);
}
public void addMoney(Integer prize) {
this.money += prize;
}
public void subMoney(Integer punishment) {
this.money -= punishment;
}
}
这里可能比较绕，可以好好思考下。
最后，来个测试类：
public class TestMain {
public static void main(String[] args) {
MarioStateMachine marioStateMachine = new MarioStateMachine();
marioStateMachine.getState().obtainMushRoom();
marioStateMachine.getState().meetMonster();
marioStateMachine.getState().meetMonster();
Integer money = marioStateMachine.getMoney();
System.out.println("Final money: " + money);
}
}
输出如下：
Small Mario obtain mushroom
Add money: 100
Current state: SUPER
Super Mario meets monster
sub money: 200
current state: SMALL
Small Mario meets monster
Sub money: 200
Current state: SMALL
Final money: 100
代码地址
https://github.com/FudanYuan2019/i-learning/tree/master/i-design-pattern/src/main/java/state
写在最后
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