狀態模式，又稱狀態對象模式（Pattern of Objects for States），狀態模式是對象的行為模式。
狀態模式允許一個對象在其內部狀態改變的時候改變其行為。這個對象看上去就像是改變瞭它的類一樣。
狀態模式的結構
用一句話來表述，狀態模式把所研究的對象的行為包裝在不同的狀態對象裡，每一個狀態對象都屬於一個抽象狀態類的一個子類。狀態模式的意圖是讓一個對象在其內部狀態改變的時候，其行為也隨之改變。狀態模式的示意性類圖如下所示：
狀態模式所涉及到的角色有：
● 環境(Context)角色，也成上下文：定義客戶端所感興趣的接口，並且保留一個具體狀態類的實例。這個具體狀態類的實例給出此環境對象的現有狀態。
● 抽象狀態(State)角色：定義一個接口，用以封裝環境（Context）對象的一個特定的狀態所對應的行為。
● 具體狀態(ConcreteState)角色：每一個具體狀態類都實現瞭環境（Context）的一個狀態所對應的行為。
源代碼
環境角色類
[java]
package com.bankht.State;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:34:57
*
* @類說明 ：環境角色類
*/
public class Context {
// 持有一個State類型的對象實例
private State state;
public void setState(State state) {
this.state = state;
}
/**
* 用戶感興趣的接口方法
*/
public void request(String sampleParameter) {
// 轉調state來處理
state.handle(sampleParameter);
}
}
package com.bankht.State;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:34:57
*
* @類說明 ：環境角色類
*/
public class Context {
// 持有一個State類型的對象實例
private State state;
public void setState(State state) {
this.state = state;
}
/**
* 用戶感興趣的接口方法
*/
public void request(String sampleParameter) {
// 轉調state來處理
state.handle(sampleParameter);
}
}
抽象狀態類
[java]
package com.bankht.State;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:35:29
*
* @類說明 ：抽象狀態類
*/
public interface State {
/**
* 狀態對應的處理
*/
public void handle(String sampleParameter);
}
package com.bankht.State;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:35:29
*
* @類說明 ：抽象狀態類
*/
public interface State {
/**
* 狀態對應的處理
*/
public void handle(String sampleParameter);
}
具體狀態類
[java]
package com.bankht.State;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:35:52
*
* @類說明 ：具體狀態類
*/
public class ConcreteStateA implements State {
@Override
public void handle(String sampleParameter) {
System.out.println("ConcreteStateA handle ：" + sampleParameter);
}
}
package com.bankht.State;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:35:52
*
* @類說明 ：具體狀態類
*/
public class ConcreteStateA implements State {
@Override
public void handle(String sampleParameter) {
System.out.println("ConcreteStateA handle ：" + sampleParameter);
}
}
[java]
package com.bankht.State;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:36:15
*
* @類說明 ：
*/
public class ConcreteStateB implements State {
@Override
public void handle(String sampleParameter) {
System.out.println("ConcreteStateB handle ：" + sampleParameter);
}
}
package com.bankht.State;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:36:15
*
* @類說明 ：
*/
public class ConcreteStateB implements State {
@Override
public void handle(String sampleParameter) {
System.out.println("ConcreteStateB handle ：" + sampleParameter);
}
}
客戶端類
[java]
package com.bankht.State;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:36:33
*
* @類說明 ：
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 創建狀態
State state = new ConcreteStateB();
// 創建環境
Context context = new Context();
// 將狀態設置到環境中
context.setState(state);
// 請求
context.request("test");
}
}
package com.bankht.State;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:36:33
*
* @類說明 ：
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 創建狀態
State state = new ConcreteStateB();
// 創建環境
Context context = new Context();
// 將狀態設置到環境中
context.setState(state);
// 請求
context.request("test");
}
}
從上面可以看出，環境類Context的行為request()是委派給某一個具體狀態類的。通過使用多態性原則，可以動態改變環境類Context的屬性State的內容，使其從指向一個具體狀態類變換到指向另一個具體狀態類，從而使環境類的行為request()由不同的具體狀態類來執行。
使用場景
考慮一個在線投票系統的應用，要實現控制同一個用戶隻能投一票，如果一個用戶反復投票，而且投票次數超過5次，則判定為惡意刷票，要取消該用戶投票的資格，當然同時也要取消他所投的票；如果一個用戶的投票次數超過8次，將進入黑名單，禁止再登錄和使用系統。
要使用狀態模式實現，首先需要把投票過程的各種狀態定義出來，根據以上描述大致分為四種狀態：正常投票、反復投票、惡意刷票、進入黑名單。然後創建一個投票管理對象（相當於Context）。
系統的結構圖如下所示：
源代碼
抽象狀態類
[java]
package com.bankht.State.Vote;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:39:41
*
* @類說明 ：
*/
public interface VoteState {
/**
* 處理狀態對應的行為
*
* @param user
* 投票人
* @param voteItem
* 投票項
* @param voteManager
* 投票上下文，用來在實現狀態對應的功能處理的時候， 可以回調上下文的數據
*/
public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager);
}
package com.bankht.State.Vote;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:39:41
*
* @類說明 ：
*/
public interface VoteState {
/**
* 處理狀態對應的行為
*
* @param user
* 投票人
* @param voteItem
* 投票項
* @param voteManager
* 投票上下文，用來在實現狀態對應的功能處理的時候， 可以回調上下文的數據
*/
public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager);
}
具體狀態類——正常投票
[java]
package com.bankht.State.Vote;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:40:00
*
* @類說明 ：具體狀態類——正常投票
*/
public class NormalVoteState implements VoteState {
@Override
public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
// 正常投票，記錄到投票記錄中
voteManager.getMapVote().put(user, voteItem);
System.out.println("恭喜投票成功");
}
}
package com.bankht.State.Vote;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:40:00
*
* @類說明 ：具體狀態類——正常投票
*/
public class NormalVoteState implements VoteState {
@Override
public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
// 正常投票，記錄到投票記錄中
voteManager.getMapVote().put(user, voteItem);
System.out.println("恭喜投票成功");
}
}
具體狀態類——重復投票
[java]
package com.bankht.State.Vote;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:40:23
*
* @類說明 ：具體狀態類——重復投票
*/
public class RepeatVoteState implements VoteState {
@Override
public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
// 重復投票，暫時不做處理
System.out.println("請不要重復投票");
}
}
package com.bankht.State.Vote;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:40:23
*
* @類說明 ：具體狀態類——重復投票
*/
public class RepeatVoteState implements VoteState {
@Override
public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
// 重復投票，暫時不做處理
System.out.println("請不要重復投票");
}
}
具體狀態類——惡意刷票
[java]
package com.bankht.State.Vote;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:40:50
*
* @類說明 ：具體狀態類——惡意刷票
*/
public class SpiteVoteState implements VoteState {
@Override
public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
// 惡意投票，取消用戶的投票資格，並取消投票記錄
String str = voteManager.getMapVote().get(user);
if (str != null) {
voteManager.getMapVote().remove(user);
}
System.out.println("你有惡意刷屏行為，取消投票資格");
}
}
package com.bankht.State.Vote;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:40:50
*
* @類說明 ：具體狀態類——惡意刷票
*/
public class SpiteVoteState implements VoteState {
@Override
public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
// 惡意投票，取消用戶的投票資格，並取消投票記錄
String str = voteManager.getMapVote().get(user);
if (str != null) {
voteManager.getMapVote().remove(user);
}
System.out.println("你有惡意刷屏行為，取消投票資格");
}
}
具體狀態類——黑名單
[java]
package com.bankht.State.Vote;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:41:15
*
* @類說明 ：具體狀態類——黑名單
*/
public class BlackVoteState implements VoteState {
@Override
public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
// 記錄黑名單中，禁止登錄系統
System.out.println("進入黑名單，將禁止登錄和使用本系統");
}
}
package com.bankht.State.Vote;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:41:15
*
* @類說明 ：具體狀態類——黑名單
*/
public class BlackVoteState implements VoteState {
@Override
public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
// 記錄黑名單中，禁止登錄系統
System.out.println("進入黑名單，將禁止登錄和使用本系統");
}
}
環境類
[java]
package com.bankht.State.Vote;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:41:35
*
* @類說明 ：環境類
*/
public class VoteManager {
// 持有狀體處理對象
private VoteState state = null;
// 記錄用戶投票的結果，Map<String,String>對應Map<用戶名稱，投票的選項>
private Map<String, String> mapVote = new HashMap<String, String>();
// 記錄用戶投票次數，Map<String,Integer>對應Map<用戶名稱，投票的次數>
private Map<String, Integer> mapVoteCount = new HashMap<String, Integer>();
/**
* 獲取用戶投票結果的Map
*/
public Map<String, String> getMapVote() {
return mapVote;
}
/**
* 投票
*
* @param user
* 投票人
* @param voteItem
* 投票的選項
*/
public void vote(String user, String voteItem) {
// 1.為該用戶增加投票次數
// 從記錄中取出該用戶已有的投票次數
Integer oldVoteCount = mapVoteCount.get(user);
if (oldVoteCount == null) {
oldVoteCount = 0;
}
oldVoteCount += 1;
mapVoteCount.put(user, oldVoteCount);
// 2.判斷該用戶的投票類型，就相當於判斷對應的狀態
// 到底是正常投票、重復投票、惡意投票還是上黑名單的狀態
//下面使用本人自創常用的“假設修正法” 完成switch的結構
if(oldVoteCount == 1 ) {
state = new NormalVoteState();
}
if(oldVoteCount > 1 ) {
state = new RepeatVoteState();
}
if(oldVoteCount > 5 ) {
state = new SpiteVoteState();
}
if(oldVoteCount > 8 ) {
state = new BlackVoteState();
}
// if (oldVoteCount == 1) {
// state = new NormalVoteState();
// } else if (oldVoteCount > 1 && oldVoteCount < 5) {
// state = new RepeatVoteState();
// } else if (oldVoteCount >= 5 && oldVoteCount < 8) {
// state = new SpiteVoteState();
// } else if (oldVoteCount > 8) {
// state = new BlackVoteState();
// }
// 然後轉調狀態對象來進行相應的操作
state.vote(user, voteItem, this);
}
}
package com.bankht.State.Vote;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:41:35
*
* @類說明 ：環境類
*/
public class VoteManager {
// 持有狀體處理對象
private VoteState state = null;
// 記錄用戶投票的結果，Map<String,String>對應Map<用戶名稱，投票的選項>
private Map<String, String> mapVote = new HashMap<String, String>();
// 記錄用戶投票次數，Map<String,Integer>對應Map<用戶名稱，投票的次數>
private Map<String, Integer> mapVoteCount = new HashMap<String, Integer>();
/**
* 獲取用戶投票結果的Map
*/
public Map<String, String> getMapVote() {
return mapVote;
}
/**
* 投票
*
* @param user
* 投票人
* @param voteItem
* 投票的選項
*/
public void vote(String user, String voteItem) {
// 1.為該用戶增加投票次數
// 從記錄中取出該用戶已有的投票次數
Integer oldVoteCount = mapVoteCount.get(user);
if (oldVoteCount == null) {
oldVoteCount = 0;
}
oldVoteCount += 1;
mapVoteCount.put(user, oldVoteCount);
// 2.判斷該用戶的投票類型，就相當於判斷對應的狀態
// 到底是正常投票、重復投票、惡意投票還是上黑名單的狀態
//下面使用本人自創常用的“假設修正法” 完成switch的結構
if(oldVoteCount == 1 ) {
state = new NormalVoteState();
}
if(oldVoteCount > 1 ) {
state = new RepeatVoteState();
}
if(oldVoteCount > 5 ) {
state = new SpiteVoteState();
}
if(oldVoteCount > 8 ) {
state = new BlackVoteState();
}
// if (oldVoteCount == 1) {
// state = new NormalVoteState();
// } else if (oldVoteCount > 1 && oldVoteCount < 5) {
// state = new RepeatVoteState();
// } else if (oldVoteCount >= 5 && oldVoteCount < 8) {
// state = new SpiteVoteState();
// } else if (oldVoteCount > 8) {
// state = new BlackVoteState();
// }
// 然後轉調狀態對象來進行相應的操作
state.vote(user, voteItem, this);
}
}
客戶端類
[java]
package com.bankht.State.Vote;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:42:06
*
* @類說明 ：客戶端類
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
VoteManager vm = new VoteManager();
for (int i = 0; i < 11; i++) {
vm.vote("u1", "A");
}
}
}
package com.bankht.State.Vote;
/**
* @author: 特種兵—AK47
* @創建時間：2012-7-3 上午09:42:06
*
* @類說明 ：客戶端類
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
VoteManager vm = new VoteManager();
for (int i = 0; i < 11; i++) {
vm.vote("u1", "A");
}
}
}
運行結果如下：
[html] view plaincopyprint?
恭喜投票成功
請不要重復投票
請不要重復投票
請不要重復投票
請不要重復投票
你有惡意刷屏行為，取消投票資格
你有惡意刷屏行為，取消投票資格
你有惡意刷屏行為，取消投票資格
進入黑名單，將禁止登錄和使用本系統
進入黑名單，將禁止登錄和使用本系統
進入黑名單，將禁止登錄和使用本系統
恭喜投票成功
請不要重復投票
請不要重復投票
請不要重復投票
請不要重復投票
你有惡意刷屏行為，取消投票資格
你有惡意刷屏行為，取消投票資格
你有惡意刷屏行為，取消投票資格
進入黑名單，將禁止登錄和使用本系統
進入黑名單，將禁止登錄和使用本系統
進入黑名單，將禁止登錄和使用本系統
從上面的示例可以看出，狀態的轉換基本上都是內部行為，主要在狀態模式內部來維護。比如對於投票的人員，任何時候他的操作都是投票，但是投票管理對象的處理卻不一定一樣，會根據投票的次數來判斷狀態，然後根據狀態去選擇不同的處理。
認識狀態模式
● 狀態和行為
所謂對象的狀態，通常指的就是對象實例的屬性的值；而行為指的就是對象的功能，再具體點說，行為大多可以對應到方法上。
狀態模式的功能就是分離狀態的行為，通過維護狀態的變化，來調用不同狀態對應的不同功能。也就是說，狀態和行為是相關聯的，它們的關系可以描述為：狀態決定行為。
由於狀態是在運行期被改變的，因此行為也會在運行期根據狀態的改變而改變。
● 行為的平行性
註意平行線而不是平等性。所謂平行性指的是各個狀態的行為所處的層次是一樣的，相互獨立的、沒有關聯的，是根據不同的狀態來決定到底走平行線的哪一條。行為是不同的，當然對應的實現也是不同的，相互之間是不可替換的。
而平等性強調的是可替換性，大傢是同一行為的不同描述或實現，因此在同一個行為發生的時候，可以根據條件挑選任意一個實現來進行相應的處理。
大傢可能會發現狀態模式的結構和策略模式的結構完全一樣，但是，它們的目的、實現、本質卻是完全不一樣的。還有行為之間的特性也是狀態模式和策略模式一個很重要的區別，狀態模式的行為是平行性的，不可相互替換的；而策略模式的行為是平等性的，是可以相互替換的。
● 環境和狀態處理對象
在狀態模式中，環境(Context)是持有狀態的對象，但是環境(Context)自身並不處理跟狀態相關的行為，而是把處理狀態的功能委托給瞭狀態對應的狀態處理類來處理。
在具體的狀態處理類中經常需要獲取環境(Context)自身的數據，甚至在必要的時候會回調環境(Context)的方法，因此，通常將環境(Context)自身當作一個參數傳遞給具體的狀態處理類。
客戶端一般隻和環境(Context)交互。客戶端可以用狀態對象來配置一個環境(Context)，一旦配置完畢，就不再需要和狀態對象打交道瞭。客戶端通常不負責運行期間狀態的維護，也不負責決定後續到底使用哪一個具體的狀態處理對象。
作者：m13666368773