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设计模式 1 ——观察者模式java

设计模式 2 —— 装饰者模式 设计模式

设计模式 3 —— 迭代器和组合模式(迭代器)ide

设计模式 4 —— 迭代器和组合模式(组合)post

设计模式 5 —— 工厂模式测试

设计模式 6 —— 单件模式this

设计模式 7 —— 命令模式url

设计模式 8 —— 适配器和外观模式spa

设计模式 9 —— 模板方法模式设计

设计模式 10 —— 状态模式

 

概述

状态模式的结构

使用场景

认识状态模式

参考

 

状态模式,又称状态对象模式(Pattern of Objects for States),状态模式是对象的行为模式。

状态模式容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同样。

状态模式的结构

  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一样的状态对象里,每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。状态模式的示意性类图以下所示:

  状态模式所涉及到的角色有:

  ●  环境(Context)角色,也成上下文:定义客户端所感兴趣的接口,而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。

  ●  抽象状态(State)角色: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。

  ●  具体状态(ConcreteState)角色:每个具体状态类都实现了环境(Context)的一个状态所对应的行为。

  源代码

  环境角色类

 1 public class Context {
 2     // 持有一个State类型的对象实例
 3     private State state;
 4 
 5     public void setState(State state) {
 6         this.state = state;
 7     }
 8 
 9     /**
10      * 用户感兴趣的接口方法
11      */
12     public void request(String sampleParameter) {
13         // 转调state来处理
14         state.handle(sampleParameter);
15     }
16 
17 }

 

抽象状态类

public interface State {
     /**
     * 状态对应的处理
     */
    public void handle(String sampleParameter);

}

 

具体状态类

public class ConcreteStateA implements State{

    /**
     * 
     * @Description: TODO
     * @param sampleParameter
     * @author xingle
     * @data 2015-9-25 下午1:30:43
     */
    @Override
    public void handle(String sampleParameter) {
        System.out.println("具体状态A 处理 :" + sampleParameter);
    }

}

 

public class ConcreteStateB implements State{

    /**
     * 
     * @Description: TODO
     * @param sampleParameter
     * @author xingle
     * @data 2015-9-25 下午1:31:22
     */
    @Override
    public void handle(String sampleParameter) {
        System.out.println("具体状态B 处理 :" + sampleParameter);
    }

}

 

客户端类

public class Client {
     public static void main(String[] args){
            //建立状态
            State state = new ConcreteStateB();
            //建立环境
            Context context = new Context();
            //将状态设置到环境中
            context.setState(state);
            //请求
            context.request("测试参数");
        }

}

 

结果:

 

从上面能够看出,环境类Context的行为request()是委派给某一个具体状态类的。经过使用多态性原则,能够动态改变环境类Context的属性State的内容,使其从指向一个具体状态类变换到指向另外一个具体状态类,从而使环境类的行为request()由不一样的具体状态类来执行。

使用场景

  考虑一个在线投票系统的应用,要实现控制同一个用户只能投一票,若是一个用户反复投票,并且投票次数超过5次,则断定为恶意刷票,要取消该用户投票的资格,固然同时也要取消他所投的票;若是一个用户的投票次数超过8次,将进入黑名单,禁止再登陆和使用系统。

  要使用状态模式实现,首先须要把投票过程的各类状态定义出来,根据以上描述大体分为四种状态:正常投票、反复投票、恶意刷票、进入黑名单。而后建立一个投票管理对象(至关于Context)。

  系统的结构图以下所示:

  

  源代码

  抽象状态类

public interface VoteState {
    /**
     * 处理状态对应的行为
     * @param user    投票人
     * @param voteItem    投票项
     * @param voteManager    投票上下文,用来在实现状态对应的功能处理的时候,
     *                         能够回调上下文的数据
     */
    public void vote(String user,String voteItem,VoteManager voteManager);
}

 

具体状态类——正常投票

public class NormalVoteState implements VoteState {

    @Override
    public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
        //正常投票,记录到投票记录中
        voteManager.getMapVote().put(user, voteItem);
        System.out.println("恭喜投票成功");
    }

}

 

具体状态类——重复投票

public class RepeatVoteState implements VoteState {

    @Override
    public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
        //重复投票,暂时不作处理
        System.out.println("请不要重复投票");
    }

}

 

具体状态类——恶意刷票

public class SpiteVoteState implements VoteState {

    @Override
    public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
        // 恶意投票,取消用户的投票资格,并取消投票记录
        String str = voteManager.getMapVote().get(user);
        if(str != null){
            voteManager.getMapVote().remove(user);
        }
        System.out.println("你有恶意刷屏行为,取消投票资格");
    }

}

 

具体状态类——黑名单

public class BlackVoteState implements VoteState {

    @Override
    public void vote(String user, String voteItem, VoteManager voteManager) {
        //记录黑名单中,禁止登陆系统
        System.out.println("进入黑名单,将禁止登陆和使用本系统");
    }

}

 

环境类

public class VoteManager {
    //持有状体处理对象
    private VoteState state = null;
    //记录用户投票的结果,Map<String,String>对应Map<用户名称,投票的选项>
    private Map<String,String> mapVote = new HashMap<String,String>();
    //记录用户投票次数,Map<String,Integer>对应Map<用户名称,投票的次数>
    private Map<String,Integer> mapVoteCount = new HashMap<String,Integer>();
    /**
     * 获取用户投票结果的Map
     */
    public Map<String, String> getMapVote() {
        return mapVote;
    }
    /**
     * 投票
     * @param user    投票人
     * @param voteItem    投票的选项
     */
    public void vote(String user,String voteItem){
        //1.为该用户增长投票次数
        //从记录中取出该用户已有的投票次数
        Integer oldVoteCount = mapVoteCount.get(user);
        if(oldVoteCount == null){
            oldVoteCount = 0;
        }
        oldVoteCount += 1;
        mapVoteCount.put(user, oldVoteCount);
        //2.判断该用户的投票类型,就至关于判断对应的状态
        //究竟是正常投票、重复投票、恶意投票仍是上黑名单的状态
        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();
        }
        //而后转调状态对象来进行相应的操做
        state.vote(user, voteItem, this);
    }
}

 

客户端类

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        
        VoteManager vm = new VoteManager();
        for(int i=0;i<9;i++){
            vm.vote("u1","A");
        }
    }

}

 

运行结果以下:

从上面的示例能够看出,状态的转换基本上都是内部行为,主要在状态模式内部来维护。好比对于投票的人员,任什么时候候他的操做都是投票,可是投票管理对象的处理却不必定同样,会根据投票的次数来判断状态,而后根据状态去选择不一样的处理。

认识状态模式

  ●  状态和行为

  所谓对象的状态,一般指的就是对象实例的属性的值;而行为指的就是对象的功能,再具体点说,行为大多能够对应到方法上。

  状态模式的功能就是分离状态的行为,经过维护状态的变化,来调用不一样状态对应的不一样功能。也就是说,状态和行为是相关联的,它们的关系能够描述为:状态决定行为

  因为状态是在运行期被改变的,所以行为也会在运行期根据状态的改变而改变。

  ●  行为的平行性

  注意平行线而不是平等性。所谓平行性指的是各个状态的行为所处的层次是同样的,相互独立的、没有关联的,是根据不一样的状态来决定到底走平行线的哪一条。行为是不一样的,固然对应的实现也是不一样的,相互之间是不可替换的。

  

  而平等性强调的是可替换性,你们是同一行为的不一样描述或实现,所以在同一个行为发生的时候,能够根据条件挑选任意一个实现来进行相应的处理。

  

  你们可能会发现状态模式的结构和策略模式的结构彻底同样,可是,它们的目的、实现、本质倒是彻底不同的。还有行为之间的特性也是状态模式和策略模式一个很重要的区别,状态模式的行为是平行性的,不可相互替换的;而策略模式的行为是平等性的,是能够相互替换的。

  ●   环境和状态处理对象

  在状态模式中,环境(Context)是持有状态的对象,可是环境(Context)自身并不处理跟状态相关的行为,而是把处理状态的功能委托给了状态对应的状态处理类来处理。

  在具体的状态处理类中常常须要获取环境(Context)自身的数据,甚至在必要的时候会回调环境(Context)的方法,所以,一般将环境(Context)自身看成一个参数传递给具体的状态处理类。

  客户端通常只和环境(Context)交互。客户端能够用状态对象来配置一个环境(Context),一旦配置完毕,就再也不须要和状态对象打交道了。客户端一般不负责运行期间状态的维护,也不负责决定后续到底使用哪个具体的状态处理对象。

  


 

参考:

  1. 《JAVA与模式》之状态模式
  2. Java中的状态模式实例教程
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