设计模式之状态模式

《设计模式》对状态模式的定义:同意一个对象在其状态改变时，改变它的行为。看起来对象似乎改动了它的类。别名：状态对象（Objects for State）。
在以下两种情况下均能够使用State模式：
1 一个对象的行为取决于它的状态，而且他必须在执行时刻依据状态改变它的行为。
2 一个操作中含有庞大的多分枝的条件语句，而且这些分支依赖于该对象的状态。这个状态通经常使用一个或多个枚举常量表示。通常，有多个操作包括这一同样的条件结构。State模式将每个条件分支放入一个独立的类中。这是得你能够依据对象自身的情况将对象的状态作为一个对象，这一对象能够不依赖于其它对象而独立变化。

结构例如以下：

为了帮助理解，我们举例来说明：
一个绘图程序，有一个控制面板，上面罗列了各种绘图工具以及其他颜色选择，滴管等工具，当用户选择或改变了绘图工具时，就能够使用各种不同的工具进行绘图或其他操作了。
我们先使用一般的方法（非State模式）来模拟选择画笔工具绘图的过程：

//画笔工具选择事件处理方法
public void onSelectPen(int state) {
    //依据不同的选择创建不同的画笔工具，然后绘图
    if (state == CIRCLE_PEN) {
        CirclePen cp = new CirclePen();    //创建圆形画笔
        cp.drawCircle(paramters);    //画圆形
    } else     if (state == SQUARE_PEN) {
        SquarePen sp = new SquarePen();    //创建方形画笔
        sp.drawSquare(paramters);    //画方形
    } else     if (state == LINE_PEN) {
        LinePen lp = new LinePen();
        lp.drawLine(paramters);
    }
    ...    //其它画笔

能够看到，须要为每个画笔工具加一个推断条件，当画笔工具有增减也许多时，代码不得不跟着作大量改动。State模式对各种状态行为加以抽象，为每个可能的状态创建一个状态类的子类，并通过一个Context类管理状态子类对象的当前状态，对状态子类的调用加以封装。用户能够通过改变Context类对象所管理的状态来改变不同状态的行为。
用状态模式实现的代码例如以下：

import java.util.*;

// 绘图工具的接口
interface State {
public void draw();
}

// 画线工具类
class Line implements State {

@Override
public void draw() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("画出一条直线");
}
}

// 画圆工具类
class Circle implements State {

@Override
public void draw() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("画出一个圆");
}
}

// 橡皮擦工具类
class Empty implements State {

@Override
public void draw() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("擦除画板");
}
}

// 配置各个工具状态
class Context {
// 保持各种工具的列表
Map<String, State> toolBar = new HashMap<String, State>();

State toolState;

public void addState(String name,State state){
   toolBar.put(name, state);
}

// 改变状态
public void selectState(String name){
   toolState = toolBar.get(name);
}

// 运行详细的动作
public void action(){
   toolState.draw();
}
}

// 測试类
public class Client {
public static void main(String[] args) {
   Context tool = new Context();

   tool.addState("line", new Line());
   tool.addState("circle",new Circle());
   tool.addState("empty", new Empty());

   tool.selectState("line");
   tool.action();

   tool.selectState("empty");
   tool.action();

   tool.selectState("circle");
   tool.action();
}
}

输出:
画出一条直线
擦除画板
画出一个圆

长处：避免了为推断状态而产生的巨大的if或case语句。将对象行为交给状态类维护后，对于上层程序而言，仅须要维护状态之间的转换规则。
缺点：会导致某些系统有过多的详细状态类。