状态模式

状态模式（State Pattern）：允许一个对象在其内部状态改变时改变它的行为，对象看起来似乎修改了它的类。其别名为状态对象（Objects for States），状态模式是一种对象行为型模式。

概述

• 解决问题：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
• 何时使用：代码中包含大量与对象状态有关的条件语句
• 如何解决：将各种具体的状态类抽象出来
• 核心代码：通常命令模式的接口中只有一个方法。而状态模式的接口中有一个或者多个方法。而且，状态模式的实现类的方法，一般返回值，或者是改变实例变量的值。也就是说，状态模式一般和对象的状态有关。实现类的方法有不同的功能，覆盖接口中的方法。状态模式和命令模式一样，也可以用于消除 if...else 等条件选择语句。
• 应用实例：
  • 打篮球的时候运动员可以有正常状态、不正常状态和超常状态。
• 优点：
  • 封装了转换规则
  • 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
• 缺点：
  • 状态模式的使用必然会增加系统类和对象的个数。
  • 状态模式的结构与实现都较为复杂，如果使用不当将导致程序结构和代码的混乱。
  • 状态模式对“开闭原则”的支持并不太好，对于可以切换状态的状态模式，增加新的状态类需要修改那些负责状态转换的源代码，否则无法切换到新增状态，而且修改某个状态类的行为也需修改对应类的源代码。
• 使用场景：
  • 行为随状态改变而改变的场景
  • 条件、分支语句的代替者

结构

状态模式包含如下角色：

• Context（环境类）：定义客户端所感兴趣的接口，并且保留一个具体状态类的实例。这个具体状态类的实例给出此环境对象的现有状态。
• State（抽象状态类）：定义一个接口，用以封装环境（Context）对象的一个特定的状态所对应的行为。
• ConcreteState（具体状态类）：每一个具体状态类都实现了环境（Context）的一个状态所对应的行为。