介绍

状态模式中的行为是由状态来决定的，不同的状态下有不同的行为。状态模式和策略模式的结构几乎完全一样，但它们的目的、本质完全不一样。状态模式的行为是平行的、不可替换的，策略模式的行为是彼此独立的、可相互替换的。用一句话表述，状态模式把对象的行为包装在不同的状态对象里，每一个状态对象都有一个共同的抽象状态基类。状态模式的意图是让一个对象在其内部状态改变时，其行为也随之改变。

使用场景

  1. 一个对象的行为取决于它的状态，并且它必须在运行时根据状态改变它的行为。
  2. 代码中包含大量与对象状态有关的条件语句，例如，一个操作中包含庞大的多分支语句（if-else或switch-case），且这些分支依赖于该对象的状态。

UML类图

  • Context：环境类，定义客户感兴趣的接口，维护一个State子类的实例，这个实例定义了对象的当前状态。
  • State：抽象状态类或状态接口，定义一个或一组接口，表示该状态下的行为。
  • Concerte StateA 、Concerte StateB：具体状态类，每一个具体的状态类实现抽象State中定义的接口，从而达到不同状态下的不同行为。

示例代码

以电视遥控器为例演示状态模式的实现。

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// 电视操作接口
interface TVState {
    fun nextChannel()
    fun prevChannel()
    fun turnUp()
    fun turnDown()
}

//关机状态，此时只有开机状态是有效的
class PowerOffState : TVState {
    override fun nextChannel() {
        Log.d(TAG, "已经关机啦")
    }

    override fun prevChannel() {
        Log.d(TAG, "已经关机啦")
    }

    override fun turnUp() {
        Log.d(TAG, "已经关机啦")
    }

    override fun turnDown() {
        Log.d(TAG, "已经关机啦")
    }
}

//开机状态，此时触发开机功能不做操作
class PowerOnState : TVState {
    override fun nextChannel() {
        Log.d(TAG, "下一频道")
    }

    override fun prevChannel() {
        Log.d(TAG, "上一频道")
    }

    override fun turnUp() {
        Log.d(TAG, "调高音量")
    }

    override fun turnDown() {
        Log.d(TAG, "调低音量")
    }
}

interface PowerController {
    fun powerOn()
    fun powerOff()
}

//电视遥控器，相当于上面UML图中的Context
public class TVController : PowerController {
    lateinit var mTVState: TVState
    private fun setTVState(tvState: TVState) {
        mTVState = tvState
    }

    override fun powerOn() {
        setTVState(PowerOnState())
        Log.d(TAG, "开机啦！")
    }

    override fun powerOff() {
        setTVState(PowerOffState())
        Log.d(TAG, "关机啦！")
    }

    fun nextChannel() {
        mTVState.nextChannel()
    }

    fun prevChannel() {
        mTVState.prevChannel()
    }

    fun turnUp() {
        mTVState.turnUp()
    }

    fun turnDown() {
        mTVState.turnDown()
    }

}

fun main(args: Array<String>) {
    val tvController = TVController()
    tvController.powerOn()
    tvController.nextChannel()
    tvController.prevChannel()
    tvController.turnDown()
    tvController.turnUp()
    tvController.powerOff()
    tvController.turnUp() // 不会生效
}

运行结果：

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开机啦！
下一频道
上一频道
调低音量
调高音量
关机啦！
已经关机啦

总结

状态模式的关键点在于不同的状态下对于同一个行为有不同的相应，这其实就是一个将if-else用多态来实现的一个具体示例。

优点

State模式将所有与一个特定的状态相关的行为都放入一个状态对象中，它提供了一个更好的方法来组织与特定状态相关的代码，将繁琐的状态判断转换成结构清晰的状态类族，在避免代码膨胀的同事也保证可可扩展性和可维护性。

缺点

状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。

《Android源码设计模式解析与实战》学习笔记